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防爆墙、泄压墙体的常见设计要求与防爆墙的设计算法

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防爆墙、泄压墙体的常见设计要求与防爆墙的设计算法

发布日期:2016-06-27 14:22 来源:http://www.yctoan.com 点击:

在化工建筑结构设计中,经常遇到需要设置防爆墙。关于防爆墙的概念,规范及资料上多有论述,理论上的概念不在此讨论范畴,仅就设计中实际问题做个讨论,抛砖引玉。


    首先,生产类别为甲、乙类(防火类别)的生产厂房、仓库是否就一定有爆炸危险?


    有举例说,黄磷是典型的甲类,但不爆炸,所以防火和防爆是两个概念,不应混淆。我同意这个观点。另外规范也特定说“有爆炸危险的甲、乙类厂房”,其定语为“有爆炸危险的”,那就是说尚有“无爆炸危险的甲乙类厂房”。这也旁证了概念的不同。


    第二,爆炸危险的区域,就是说设置的防爆墙是否在爆炸危险区域内,如果不在此区域内,是否可按防火墙设计。据我现在所知,确定爆炸危险区域一般按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB 50058-1992)划分,但很多设计实际上是不划分的,通通按防爆。一是这个规范归电气专业,工艺及建筑专业是否执行这个规范,还是个疑问。二是划分起来也很麻烦,不反复理解规范条文,也划分不清楚。

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    第三,有爆炸危险的甲乙类厂房,由什么专业计算爆炸力(作用)。我国的现有规范并没有给出相关的计算理论及计算公式,所以造成工艺专业不作为,仅将生产类别及介质条件提交给建筑专业,建筑专业仅由此条件又做不了为。我认为,计算有爆炸危险的甲乙类厂房的爆炸力(作用)应由安全专业计算,一是许多设计院也是这么分工的;二是安全专业大学本科就应在校学习过这方面内容的。


 第四,防爆墙材质的选择。防爆墙概括起来有三种——配筋实心砖防爆墙、钢筋混凝土防爆墙、钢板(型钢)防爆墙。现在还有成品的防爆墙板,但价格较昂贵,一般业主接受不了。从经济角度看,从前往后价格越来越高,从防爆效果看从前往后性能越来越高。有时我们选择了钢筋混凝土防爆墙,业主很不高兴,会说:某某设计院为什么选择的是配筋实心砖防爆墙。使得我们无言以对……。


    规范上没有明确量性规定什么条件下选择什么材质的防爆墙,查过许多资料也是不得而知,好像大家都在回避这个问题。一般仅仅说:配筋实心砖防爆墙只用于爆炸物质较少的厂房和仓库,少到多少叫做少?只有定性没有定量。最近在原化工部(好像是,待查)某部属设计院内部资料上看到,如果爆炸力(作用)小于等于2pis,也就是约小于等于13.79kPa(1psi=6.895KPa)时,可采用配筋实心砖防爆墙。我认为这个数值比较靠谱,我们单位可以采用,作为设计依据。


    这样,问题又回到上面第三项上,需要计算出爆炸力(作用)大小数值出来。实际钢筋混凝土防爆墙也要求由计算确定其厚度及配筋,也需要计算出爆炸力(作用)大小数值出来。


    第五,钢筋混凝土楼板及梁是否也需要做防爆计算。这里有两个概念,一是有爆炸危险的甲乙类厂房爆炸时,规定不能造成主体结构破坏,经简单修复即可使用;二是爆炸力(作用)是全方向的,甚至向上的力(作用)要大于其它方向,如果是反应釜之类的罐体爆炸,其作用于梁板的力,要远大于对防爆墙的作用,何况楼板一般要小于防爆墙的厚度。众所周知,我们计算的梁板配筋,是以向下的重力(作用)为主的,和爆炸力(作用)正好相反。说到这里,也就清楚了。


   第六,防爆墙是不是承重墙。实际这个问题很明确,不是承重墙。从概念上讲,就是说防爆墙不应算主体结构,爆炸时,防爆墙可以破坏(不能坍塌),甚至破坏很严重。不能因防爆墙的破坏造成主体结构内力重分布,使得计算模型与实际不符,引起主体结构连锁反应而破坏,甚至坍塌。


   如果选择的是钢筋混凝土防爆墙,就带来很疑惑的问题。钢筋混凝土防爆墙一般都镶嵌在框架梁柱内,四周也要与梁柱连接,并且防爆墙也是防火墙,不应有缝隙。这样的墙像什么?不就是剪力墙嘛。接着继续疑惑,加了防爆墙的框架结构就变成了框架剪力墙结构。一般防爆墙设置一是很长,全横向设置、全纵向设置很常见,并且中间没有洞口(不允许)分墙段,PKPM软件根本算不了(当然也不符合框架剪力墙的规定)。二是防爆墙一般设置在防爆需要的位置,离建筑平面中心比较偏。如果按剪力墙计入,刚度中心与质量中心严重不重合,平面扭转就算不过去。这也是审图中心总是对我们设计图纸提出质疑的一点。


 一、防爆墙设计要求:  

1、防爆墙体在设计时应该采用不容易燃烧的的防火材料,防爆墙体不应该选作为房屋的承重墙。  


2、防爆泄爆墙墙需采用配筋砖墙,如果隔壁房间里面装有重要物品时,需要采用钢筋混泥土墙。  


3、配筋砖墙厚度由整个房屋结构来计算得出,准确计算出砖强度以及砂浆强度。  


4、混凝土防爆墙厚度不应小于180mm,混凝土强度等级不要小于C20。  


5、防爆墙上最好不要开孔留洞,如果水管,电线的管道需要穿过时,穿过的洞口不要太大,之后需要对孔洞进行很好的封闭处理。  


如何配筋砖墙:墙面的身高度方向每隔500mm就需要配置水平钢筋,两边的端口要与钢筋混凝土框架进行焊接封闭。  


二、泄压墙体设计要求:  

1、泄压墙体的材料面积密度不宜过大。如果所选材料是难燃烧体,耐火等级不要过高,当所用材料为非燃烧体时,耐火等级不要过低。  


2、没有保温要求的轻质墙体,应该采用纤维水泥中波瓦、阻燃型玻纤增强聚酯波形瓦或压型板等材料。  


3、如果有保温要求的轻质墙体,保温材料应选用不燃的珍珠岩板、岩棉板、超细玻璃棉板等材料。


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