CN103981962A - 一种高性能仿生防爆墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能仿生防爆墙构件。本构件由FRP防护层和高性能墙体组成，FRP防护层包括鱼鳞状FRP层、橡胶层和聚氨酯泡沫塑料层，高性能墙体为超高性能钢筋混凝土墙或预应力砌块砌体剪力墙，鱼鳞状FRP层在防爆墙最外层，橡胶层紧邻FRP层，聚氨酯泡沫塑料层紧邻橡胶层，高性能墙体紧邻聚氨酯泡沫塑料层。本发明抛弃常规设计中以刚克刚的设计思想，而是采用多道防线，刚柔并济。鱼鳞状FRP外层借鉴了鱼鳞片的叠加结构和力学原理，是本构件的抗冲击层，橡胶层是本构件的能量消耗层，聚氨酯泡沫塑料层是本构件的能量衰减层。本构件具有轻质高强和快速构筑的特点，并且能有效抗击爆破冲击波，避免普通防爆墙容易存在的墙体破裂甚至碎片飞溅的问题。

Description

一种高性能仿生防爆墙
技术领域
本申请涉及一种高性能仿生防爆墙。
背景技术
现代高技术战争常规武器的精度与威力大大提高，进程精导武器命中精度达1米以内，远程精导武器命中精度也在10米以内，且还在不断提高，常规弹药装药的质量在提高，装药量也在加大，特别是针对地下工程的侵彻技术大大改进。指挥系统和关键目标防护工程受到精确打击的强度更大，地下工程生存能力受到严重威胁。除此之外，偶发事故和恐怖活动也对安全构成了威胁。因此，对建筑物的防险要求进一步提高。现有的解决措施通常是修筑砖墙或者钢筋混凝土墙等防爆墙，这些墙在受到强大冲击波作用时，存在墙体破裂，碎片飞溅的危险。而且单层防爆墙对爆炸冲击波的衰减能力非常有限，冲击波透过墙体后造成的空气超压会导致防爆墙后面其他目标的破坏和人员的伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质高强和快速构筑的高性能仿生防爆墙，该防爆墙能有效抗击爆破冲击波，避免墙体破裂和碎片飞溅。本墙体克服传统单层防爆墙的缺陷，通过多道防线耗能，有效降低冲击波对防爆墙内目标和人员的伤害。
为实现上述发明目的，一种高性能仿生防爆墙，由FRP防护层和高性能墙体组成，其中FRP防护层由鱼鳞状FRP层、橡胶层和聚氨酯泡沫塑料层组成，高性能墙体为超高性能钢筋混凝土墙或预应力砌块砌体剪力墙，FRP防护层位于墙体外层，鱼鳞状FRP层位于FRP防护层最外层，橡胶层位于鱼鳞状FRP层与聚氨酯泡沫塑料层之间，聚氨酯泡沫塑料层位于橡胶层和高性能墙体之间，高性能墙体是本构件的骨架，位于防爆墙最内层，FRP防护层与高性能墙体之间用胶或者螺栓固定，鱼鳞状FRP层、橡胶层和聚氨酯泡沫塑料层之间用胶或者螺栓固定。
更进一步地，鱼鳞状FRP层由鱼鳞状FRP片在其连接处通过环氧树脂粘接而成。
更进一步地，鱼鳞状FRP片是纤维布通过环氧树脂浸渍成型做成的鱼鳞片状。
更进一步地，鱼鳞状FRP层上的鱼鳞状FRP片排列方式为鱼鳞片的覆瓦状排列。
更进一步地，超高性能钢筋混凝土墙所用混凝土为超高性能混凝土。
更进一步地，预应力砌块砌体剪力墙通过预应力筋对砌体墙施加压力。
本发明与现有技术相比，抛弃常规设计中“以刚克刚”的设计思想，而是采用多道防线，刚柔并济。鱼鳞状FRP外层借鉴了鱼鳞片的叠加结构和力学原理，同时利用了FRP材料良好的抗冲击、耐高温性能，是本构件的抗冲击层；橡胶层是本构件的能量消耗层；聚氨酯泡沫塑料层利用聚氨酯泡沫塑料的吸能特性，是本构件的能量衰减层；高性能墙体是本构件的骨架，可以有效地消耗剩余冲击能量，同时确保不会形成有杀伤性碎片飞出。较之常用的钢筋混凝土防爆墙，在同等的防护要求下，该高性能仿生防爆墙的厚度可以减少30％-50％，节省了钢筋混凝土等材料，有很好的推广前景。
附图说明
图1高性能仿生防爆墙透视图1；
图2高性能仿生防爆墙透视图2；
图3高性能仿生防爆墙俯视图1；
图4高性能仿生防爆墙俯视图2；
图5鱼鳞状FRP层详细图；
图6鱼鳞状FRP片详细图。
附图标记说明：
1-鱼鳞状FRP层  2-橡胶层  3-聚氨酯泡沫塑料层  4-超高性能钢筋混凝土墙  5-鱼鳞状FRP片  6-预应力砌块砌体剪力墙  7-预应力筋  8-锚具。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1：
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。图1是本发明中高性能墙体为超高性能钢筋混凝土墙的立体结构示意图。其中，本发明提供的防爆墙由两部分组成，FRP防护层和高性能墙体。如图2所示，FRP防护层由鱼鳞状FRP层、橡胶层和聚氨酯泡沫塑料层组成。鱼鳞状FRP层具有耐高温和抗冲击的优良特点，是理想的防护材料，而且其借鉴了鱼鳞片的覆瓦状结构，可以更好的抵抗冲击荷载。鱼鳞状FRP层是用浸渍胶把纤维布做成鱼鳞片状，并按照鱼鳞片的覆瓦状结构排列方式粘贴在一层纤维布上。纤维布类型可根据具体防爆要求选定。在实际应用过程中可根据应用环境的不同，选择合适的鱼鳞片状FRP的大小和厚度。
橡胶层紧挨着鱼鳞状FRP层，橡胶层具有一定的刚度和变形能力，在爆炸冲击波传递过程中，可以有效的消耗爆炸能量。在本实施例中，橡胶层的厚度可选30mm。在实际应用过程中可根据环境的不同，选择合适的厚度。
聚氨酯泡沫塑料层紧邻橡胶层，其具有良好的吸能特性，有效地是通过的冲击波能量衰减。在本实施例中，聚氨酯泡沫塑料层厚度可选为60mm。在实际应用过程中可根据环境的不同，选择合适的厚度。
超高性能钢筋混凝土墙紧邻聚氨酯泡沫塑料层。超高性能混凝土具有超高的强度，超高的韧性和超高的耐久性，且较普通混凝土质量小。因此，其特别适合于防爆结构。超高性能钢筋混凝土墙是本发明提供的防爆墙的骨架，可以有效地消耗剩余冲击能量，同时确保不会形成有杀伤性碎片飞出。在本实施例中，超高性能钢筋混凝土墙的厚度可选为200mm。在实际应用过程中可根据环境的不同，选择合适的配筋和厚度。
基于上述构思的本发明—一种高性能仿生防爆墙，其材质分为四层，可以有效的阻止冲击波的传递，保证室内的安全，且该防爆墙轻质高强，施工方便。鱼鳞状FRP层不仅可以贴在新建的墙上，也可以贴在已建的墙上，用于加固现有建筑。综上所述，本发明的防爆墙具有轻质高强、快速构筑的特点，且具有明显的实用性。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种高性能仿生防爆墙，由FRP防护层和高性能墙体组成，其中FRP防护层由鱼鳞状FRP层、橡胶层和聚氨酯泡沫塑料层组成，高性能墙体为超高性能钢筋混凝土墙或预应力砌块砌体剪力墙，其特征在于，所述FRP防护层位于墙体外层，所述鱼鳞状FRP层位于FRP防护层最外层，所述橡胶层位于鱼鳞状FRP层与聚氨酯泡沫塑料层之间，所述聚氨酯泡沫塑料层位于橡胶层和高性能墙体之间，所述高性能墙体是本构件的骨架，位于防爆墙最内层，FRP防护层与高性能墙体之间用胶或者螺栓固定，鱼鳞状FRP层、橡胶层和聚氨酯泡沫塑料层之间用胶或者螺栓固定。
2.根据权利要求1所述的高性能仿生防爆墙，其特征在于：鱼鳞状FRP层由鱼鳞状FRP片在其连接处通过环氧树脂粘接而成。
3.根据权利要求1所述的高性能仿生防爆墙，其特征在于：鱼鳞状FRP片是纤维布通过环氧树脂浸渍成型做成的鱼鳞片状。
4.根据权利要求1所述的高性能仿生防爆墙，其特征在于：鱼鳞状FRP层上的鱼鳞状FRP片排列方式为鱼鳞片的覆瓦状排列。
5.根据权利要求1所述的高性能仿生防爆墙，其特征在于：超高性能钢筋混凝土墙所用混凝土为超高性能混凝土。
6.根据权利要求1所述的高性能仿生防爆墙，其特征在于：预应力砌块砌体剪力墙通过预应力筋对砌体墙施加压力。
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