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1.现浇式钢筋混凝土框架结构。这种耐爆框架结构的厂房整体性好,抗爆能力强,但工程造价高,通常用于抗爆能力要求高的防爆厂房。
2.装配式钢筋混凝土框架结构。这种框架结构由于梁、柱与楼板等接点处的刚性较差,抗爆能力不如现浇式框架结构。若采用装配式钢筋混凝土框架结构,则应在梁、柱与楼板等接点处预留钢筋焊接头并用高标号混凝土现浇成刚性接头,以提高耐爆强度。
抗爆门的钢框架结构,这种框架结构虽然耐爆强度较高,但耐火极低,能承受的极限温度仅400℃,超过该温度,便会在高温作用下变形倒塌。如果在钢构件外面加装耐火被覆层或喷刷钢结构防火涂料,可以提高耐火极限,但这样做并非十分可靠,只要部分开裂或剥落同样会失效,故应较少采用。三、泄压设施防爆厂房的泄压主要靠轻质屋盖、轻质外墙和泄压门窗等来实现。这些泄压构件就建筑整体而言是人为设置的薄弱部位。
当发生时,防爆门先遭到破坏或开启,向外释放大量的气体和热量,使室内产生的压力迅速下降,从而达到主要承重结构不破坏,整座厂房不倒塌的目的。对泄压构件和泄压面积及其设置的要求如下:1.泄压轻质屋盖。根据需要可分别由石棉水泥波形瓦和加气混凝土等材料制成,并有保温层或防水层、无保温层或无防水层之分。2.泄压轻质外墙分为有保温层、无保温层两种型式。常采用石棉水泥瓦作为无保温层的泄压轻质外墙,而有保温层的轻质外墙则在是石棉水泥瓦外墙的内壁加装难燃木丝板作保温层,用于要求采暖保温或隔热降温的防爆厂房。泄压窗可以多种型式,如轴心偏上中悬泄压窗,抛物线型塑料板泄压窗等。窗户上通常安装厚度不超过3mm的普通玻璃。要求泄压窗能在力递增稍大于室外风压时,能自动向外开启泄压。泄压设施的泄压面积与厂房体积的比值(m2/m
3.宜采0.05~0.22。介质威力较强或压力上升速度较快的厂房,应尽量加大比值。体积超过1000m3的建筑,如采用上述比值有困难时,可适当降低,但不宜小于0.03。作为泄压面积的轻质屋盖和轻质墙体重量每平方米不宜超过120kg。散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房宜采用全部或局部轻质屋盖作为泄压设施。泄压面积的设置应避开人员集中的场所和主要交通道路,并宜靠近容易发生的部位。当采用活动板、窗户、防爆门或其他铰链装置作为泄压设施时,必须注意防止打开的泄压孔由于在正压冲击波之后出现负压而关闭。泄压孔不能受到其他物体的阻碍,也不允许冰、雪妨碍泄压孔和泄压窗的开启,需要经常检查和维护。
翻板式防爆门
又称旋启式防爆门,多装置于燃烧室的炉墙上。按其安装位置分为倾斜式和垂直式两种,均由门框、门盖和铰链等构件组成。门盖和门框多用铸铁制成圆形或方形,
其相互接触面宽度一般为3~5mm,并应保证严密。门盖内面涂有耐热混凝土,其厚度需要根据限制压力数值,经过计算或试验来确定。当炉膛或烟道内发生气体爆炸
时,门盖即自动绕轴开启泄压,然后又自行关闭。防爆门的密封压力由门盖倾斜角度(一般不超过30*)产生的向下压力或由重锤的重量获得。
爆破膜式防爆门
多装置于烟道上,由爆破膜和夹紧装置组成。爆破膜一般用石棉、铝和不锈钢等金属薄板制成。当炉膛或烟道内发生爆炸时,产生的气体冲击波压力使爆破膜破坏时
,起到泄压作用,爆破膜式防爆门一旦作用以后,就不会自行复位,而必须打开夹紧装置重新放置爆破膜。
1、防爆门一般是装置在燃油燃气蒸汽锅炉炉膛侧面炉墙上或炉膛出口烟道顶部位置。
2、防爆门应装在不致威胁操作人员的地方,并设有泄压导向管,其附近不得存放易燃易爆物品。
3、活动防爆门需定期进行手动试验,以防锈死。钢质抗爆门,涉及建筑物的抗爆门。结构简单,操作轻巧,具有抗爆性、抗穿透性、密闭性的钢质抗爆门。由门框、门扇组成,门框的一边有与门扇销轴配
合的销孔,另一边有与门扇销轴配合的销孔和与锁匹配的锁孔;门扇由骨架、面板焊接构成,门扇一边装销轴和铰链,另一边装销轴和执手抗爆锁,特征是门框用厚度2mm钢板制成的阶梯形
槽钢焊接成长方形框体;门扇骨架中的竖档采用50X30X2.5mm矩形管,横档采用50 X 50 X 2. 5mm方管,门扇面板采用2mm厚钢板;在门扇边缘与门框框体闭合的一侧设有镶嵌密封条的凹槽,凹槽
中镶嵌密封条。
以往的爆炸研究主要集中在军事工程方面,在进行大型民用建筑和工业建筑设计时,对于建筑物的抗爆性能考虑很少。而抗爆门作为人防工程、军事工程中的重要部件,是人员、设备进出的重要通道,对保护室内人员起到重要作用。我国的抗爆研究起步较晚,关于抗爆门设计方面的规范较少。因此,抗爆门的研究是有很大实用价值的。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对平板抗爆门在爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行分析,以对其抗爆性能进行评估,为抗爆门设计提供依据。
针对梁板式钢抗爆门空腔降低其抗爆性能的问题,提出了将抗冲击性能良好的活性粉末混凝土(RPC)填充于钢抗爆门空腔,以提高其抗爆能力的方法。基于LS-DYNA有限元平台,对钢板-RPC抗爆门进行动态响应有限元模拟,并与试验数据进行对比,验证了模型的正确性。分析结果表明:钢板-RPC抗爆门抗爆能力明显优于钢抗爆门和钢板-混凝土抗爆门;增加钢板内肋数量、增大门扇钢板厚度能够显著减小抗爆门门扇中心位移;而钢板内肋厚度、RPC强度等级对抗爆门的动态响应影响相对较小。
基于分析结果,提出了不同抗爆等级下钢板-RPC抗爆门的设计建议,可供抗爆工程设计选用。 借助多孔金属材料良好的吸能特性,设计一种新型内置复合泡沫铝抗爆门防护结构。为考察其动力响应,基于LS-DYNA有限元程序,对比了钢制抗爆门和内置复合泡沫铝芯层两类抗爆门在相同 TNT当量爆炸荷载作用下,结构正面有效应力、背面中心位移—时程及结构能量分布等动力响应特性,数值模拟表明:内置复合泡沫铝抗爆门主要通过芯层复合泡沫铝吸收冲击波压缩作用产生的能量,与钢制抗爆门相比,其应力场分布更为均匀,迎爆面峰值应力降低了35%,结构背面板大变形减小了50%,有效提高了结构在爆炸冲击波作用下的承载能力和变形能力。
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