二、抗爆

　　(一)防爆結(jié)構(gòu)形式的選擇

　　對(duì)于有爆炸危險(xiǎn)的廠房和庫(kù)房，選擇正確的結(jié)構(gòu)形式，再選用耐火性能好、抗爆能力強(qiáng)的框架結(jié)構(gòu)，可以在發(fā)生火災(zāi)爆炸事故時(shí)，有效地防止建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌破壞，減輕甚至避免造成的危害和損失。耐爆框架結(jié)構(gòu)一般有如下三種形式：

　　1.現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。這種耐爆框架結(jié)構(gòu)的廠房整體性能好，抗爆能力強(qiáng)，但工程造價(jià)高，通常用于抗爆能力要求高的防爆廠房。

　　2.裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。這種框架結(jié)構(gòu)由于梁、柱與樓板等接點(diǎn)處的剛性較差，抗爆能力不如現(xiàn)澆式框架結(jié)構(gòu)。若采用裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，則應(yīng)在梁、柱與樓板等接點(diǎn)處預(yù)留鋼筋焊接頭并用高強(qiáng)度等級(jí)混凝土現(xiàn)澆成剛性接頭，以提高耐爆強(qiáng)度。

　　3.鋼框架結(jié)構(gòu)。這種框架結(jié)構(gòu)雖然耐爆強(qiáng)度較高，但耐火極限低，能承受的極限溫度僅400℃，超過(guò)該溫度，便會(huì)在高溫作用下變形倒塌。如果在鋼構(gòu)件外面加裝耐火被覆層或噴刷鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，可以提高耐火極限，但這樣做并非十分可靠，只要部分開(kāi)裂或剝落同樣會(huì)失效，故較少采用。

　　(二)隔爆設(shè)施

　　在容易發(fā)生爆炸事故的場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置隔爆設(shè)施，如防爆墻、防爆門(mén)和防爆窗等，以局限爆炸事故波及的范圍，減輕爆炸事故所造成的損失。具體要求如下：

　　1.防爆墻必須具有抵御爆炸沖擊波的作用，同時(shí)具有一定的耐火性能。防爆墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)，按照材料可分為防爆磚墻、防爆鋼筋混凝土墻、防爆單層和雙層鋼板墻、防爆雙層鋼板中間填混凝土墻等。防爆墻上不得設(shè)置通風(fēng)孔，不宜開(kāi)門(mén)窗洞口，必須開(kāi)設(shè)時(shí)，應(yīng)加裝防爆門(mén)窗。

　　(1)防爆磚墻：只用于爆炸物質(zhì)較少的廠房和倉(cāng)庫(kù)。構(gòu)造要求：柱間距不宜大于6m，大于6m需增加構(gòu)造柱;磚墻高度不大于6m，大于6m需增加橫梁;磚墻厚度不小于240mm;磚強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Mu7.5，砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M5;每0.5m垂直高度不應(yīng)少于構(gòu)造筋;兩端與鋼混凝土柱預(yù)埋焊接或24號(hào)鍍鋅鐵絲綁扎。

　　(2)防爆鋼筋混凝土墻：理想的防爆墻，構(gòu)造厚度不應(yīng)小于200mm，多為500mm、800mm，甚至1m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。

　　(3)防爆鋼板墻：以槽鋼為骨架，鋼板和骨架鉚接或焊接在一起。

　　2.防爆門(mén)的骨架一般采用角鋼和槽鋼拼裝焊接，門(mén)板選用抗爆強(qiáng)度高的鍋爐鋼板或裝甲鋼板，故防爆門(mén)又稱裝甲門(mén)。門(mén)的鉸鏈裝配時(shí)，應(yīng)襯有青銅套軸和墊圈，門(mén)扇四周邊襯貼橡皮帶軟墊，以防止防爆門(mén)啟閉時(shí)因摩擦撞擊而產(chǎn)生火花。

　　3. 防爆窗的窗框應(yīng)用角鋼板制作，窗玻璃應(yīng)選用抗爆強(qiáng)度高、爆炸時(shí)不易破碎的安全玻璃。如夾層內(nèi)由兩層或多層窗用平板玻璃，以聚乙烯醇縮丁醛塑料作襯片，在高溫下加壓粘合而成的安全玻璃，抗爆強(qiáng)度高，一旦被爆炸波擊破能借助塑料的粘合作用，不會(huì)導(dǎo)致玻璃碎片拋出而引起傷害。

　　(三)抗爆計(jì)算

　　爆炸對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，其破壞程度與爆炸的性質(zhì)和爆炸物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。爆炸物質(zhì)數(shù)量越大，積聚和釋放的能量越多，破壞作用也越劇烈。爆炸發(fā)生的環(huán)境或位置不同，其破壞作用也不同，在封閉的房間、密閉的管道內(nèi)發(fā)生的爆炸其破壞作用比在結(jié)構(gòu)外部發(fā)生的爆炸要嚴(yán)重得多。當(dāng)沖擊波作用在建筑物上時(shí)，會(huì)引起壓力、密度、溫度和質(zhì)點(diǎn)迅速變化，而其變化是結(jié)構(gòu)物幾何形狀、大小和所處方位的函數(shù)。建筑物受破壞的程度不僅和爆炸波的波形、峰值超壓及正相持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)，還和建筑物本身的性質(zhì)如靜態(tài)強(qiáng)度、自振頻率及韌性等有關(guān)。建筑物大致分為鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)及磚石結(jié)構(gòu)等幾大類，國(guó)內(nèi)外針對(duì)磚石結(jié)構(gòu)建筑物遭受爆炸波破壞的情況研究得較多。

　　1.當(dāng)爆炸發(fā)生在密閉結(jié)構(gòu)中時(shí)，在直接遭受沖擊波的圍護(hù)結(jié)構(gòu)上受到驟然增大的反射超壓，并產(chǎn)生高壓區(qū)。如果燃?xì)獗�炸發(fā)生在生產(chǎn)車(chē)間、居民廚房等室內(nèi)環(huán)境下，一旦發(fā)生爆炸，常常是窗玻璃被壓碎，屋蓋被氣浪掀起，導(dǎo)致室內(nèi)壓力下降，反而起到了泄壓保護(hù)的作用。

　　Dragosavic在體積為20m³的實(shí)驗(yàn)房屋內(nèi)測(cè)得了包含泄爆影響的壓力時(shí)間曲線，經(jīng)過(guò)整理繪出了室內(nèi)理想化的理論燃?xì)獗�炸的升壓曲線模型(圖2-8-1)。

　　2-8-1 燃?xì)獗�炸理論升壓曲線模型

　　圖中A點(diǎn)是泄爆點(diǎn)，壓力從O點(diǎn)開(kāi)始上升到A點(diǎn)出現(xiàn)泄爆(窗玻璃壓碎)，泄瀑后壓力稍有上升隨即下降，下降過(guò)程中有時(shí)出現(xiàn)短暫的負(fù)超壓，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，由于波陣面后的湍流及波的反射出現(xiàn)高頻振蕩。圖2-8-1中Pv為泄爆壓力，P1為第一次壓力峰值，P2為第二次壓力峰值，Pw為高頻振蕩峰值。該試驗(yàn)是在空曠房屋中進(jìn)行的，如果室內(nèi)有家具或其他器物等障礙物，則振蕩會(huì)大大減弱。

　　對(duì)易爆建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)需要有一個(gè)壓力峰值的估算，作為確定窗戶面積、屋蓋輕重等的依據(jù)，使得易爆場(chǎng)所一旦發(fā)生燃爆能及時(shí)泄爆減壓。Dragosavic給出了最大爆炸壓力計(jì)算公式：

　　(式2-8-2)

　　式中△P—最大爆炸壓力(kPa);

　　泄壓系數(shù)，房間體積與泄壓面積之比;

　　Pv—泄壓時(shí)的壓力(kPa)。

　　注：上式不適用于大體積空間中爆炸壓力估算和泄壓計(jì)算。

　　2.爆炸沖擊波繞過(guò)結(jié)構(gòu)物對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)壓作用。由于結(jié)構(gòu)物形狀不同，圍護(hù)結(jié)構(gòu)面相對(duì)氣流流動(dòng)方向的位置也不同。在沖擊波超壓和動(dòng)壓共同作用下，結(jié)構(gòu)物受到巨大的擠壓作用，加之前后壓力差的作用，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)物受到超大水平推力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物平移和傾斜。而對(duì)于煙囪、桅桿、塔樓及桁架等細(xì)長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)物，由于它們的橫向線性尺寸很小，則所受合力就只有動(dòng)壓作用，因此結(jié)構(gòu)物容易遭到拋擲和彎折。

　　3.地面爆炸沖擊波對(duì)地下結(jié)構(gòu)物的作用與對(duì)上部結(jié)構(gòu)的作用有很大不同。主要影響因素有：

　　(1)地面上空氣沖擊波壓力參數(shù)引起巖土壓縮波向下傳播并衰減;

　　(2)壓縮波在自由場(chǎng)中傳播時(shí)參數(shù)變化;

　　(3)壓縮波作用于結(jié)構(gòu)物的反射壓力取決于波與結(jié)構(gòu)物的相互作用。

　　2018年報(bào)班：2018年一級(jí)消防工程師會(huì)不會(huì)改革、考試難度大不大?如何備考才能順利通關(guān)，考試網(wǎng)校老師指導(dǎo)，直擊重要考點(diǎn)>>