CN105908929A - 一种高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，包括外层高性能纤维布和内层高性能纤维布；所述外层高性能纤维布和内层高性能纤维布经配置加工成一排连续的具有半圆柱状空间的结构；所述半圆柱状空间中设置有灌有剪切增稠液的半圆柱状塑料容器。本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，与增加建筑物主体结构的截面厚度相比，防飞射物撞击防护效果更好，也不需要对主体结构布置进行过多修改。

Description

一种高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲
技术领域
本发明涉及土木工程领域的有特殊防护要求的建筑结构防护技术的设计，具体涉及一种高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲。
背景技术
当今世界恐怖活动日益猖獗，尤其是9.11事件以来，如何应对恐怖组织利用商用飞机等大型飞射物对重要建筑物(例如核电厂、商业中心建筑物等)的袭击，保护人民的生命财产安全不受侵害，已成为一个各国都在争相研究、重要而紧迫的课题。比如9.11事件后，针对美国新建核电厂，美国核管会(NRC)明确要求在设计中考虑抗击大型商用飞机撞击，还对美国国内的在役核电厂进行了专项评估。近年来我国也在积极开展核电厂抗飞机撞击等课题的研究工作。
由于恐怖袭击的威胁，对新建和在役的有防护要求的重要建筑物，考虑大型商用飞机及其他飞射物撞击及爆燃已是大势所趋。
为应对大型飞射物的威胁，新建建筑结构设计中一般采用加大主体结构截面尺寸等传统方法，对既有建筑一般采用加大截面加固法、外包钢加固法、粘钢加固法等加固方法，这些方法在工程领域有一定的应用价值，而由于这些方法的重点在于增加结构的刚度，抵抗高速撞击的效果并不好，而且存在着施工工艺复杂、工程质量不易保证、施工和维护成本高等不足。
根据发明人进行的查新结果，国际上还未提出使用外挂高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲来提高重要建筑物抗飞射物撞击能力的技术方案。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲。
高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲包括外层高性能纤维布和内层高性能纤维布；所述外层高性能纤维布和内层高性能纤维布经配置加工成一排连续的具有半圆柱状空间的结构；所述半圆柱状空间中设置有灌有剪切增稠液的半圆柱状塑料容器。
优选地，所述内层高性能纤维布通过连接件与建筑物主体结构连接。
优选地，所述连接件为胶黏剂。所述胶黏剂是配合所述高性能纤维布使用的，能将高性能纤维布与其他物质(包括建筑物主体结构)连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机、天然或合成的一类物质。
优选地，还包括封口；所述封口经配置用于将所述半圆柱状塑料容器的顶部和底部封闭。
优选地，所述封口与所述内层高性能纤维布一体设置。
优选地，所述外层高性能纤维布和内层高性能纤维布为碳纤维无机纤维或有机纤维，包括但不限于高强度II级碳纤维复合材。
优选地，所述半圆柱状塑料容器为PVC塑料加工而成，其形状应根据建筑物主体结构尺寸选择。
优选地，所述剪切增稠液(又称固液两相溶液)，为新型的功能材料，其在正常状态下以液体的形式存在，但当受到冲击力作用时，其表观粘度就会急剧增加，呈现出类固体形态并具有很好的抗冲击性，当冲击力消失后，又可以比较迅速的恢复到原来的液态，例如使用二氧化硅作为固体基材和聚乙二醇作为液体基材的剪切增稠液等。
优选地，用于抗飞射物撞击。
本发明具体使用时，按前述连接方式进行装甲布置后，若建筑物主体结构遭受较高速度的飞射物撞击，由剪切增稠液起到削弱荷载的作用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，与增加建筑物主体结构的截面厚度相比，防飞射物撞击防护效果更好，也不需要对主体结构布置进行过多修改。
2、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，以碳纤维布为代表的高性能纤维布具有自重轻、柔性好，建筑物外形适应能力强，施工方便快捷，部分高性能纤维布还具有耐高温耐腐蚀等众多优点。
3、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，使用高性能纤维布包裹剪切增稠液作为主要装甲原料，通过胶粘实现装甲与建筑物主体结构之间、相邻分段装甲分缝之间的直接连接，构造简单，成本低廉，安装和替换方便。
4、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，在防护装甲制作完成后通过胶黏剂直接到主体结构即可，施工十分方便。
5、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，在撞击后一般只会对防护装甲产生破坏，由于防护装甲仅通过胶黏剂连接，可方便拆卸、维修和更换。
6、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，塑料容器结构设计成半圆柱形，在被防护的建筑物表面形成突出的半圆状防护结构，可有效分散撞击物和荷载，减少对屏蔽厂房的撞击作用。
7、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，剪切增稠液由固体颗粒和基液组成。在遭受撞击时造成固体颗粒间产生咬合摩擦力，瞬时呈现出固体特性，从而使撞击物的动能转化为溶液的内能，并同时具有极强的抗穿透性。增稠液被装在塑料容器内，塑料容器设计成半圆柱型并包裹在碳纤维布内，在建筑物主体结构表面形成突出的半圆状防护结构，可有效分散撞击物和荷载，减少对建筑结构的撞击作用。
8、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，不仅适用于既有建筑物的加固，也可布置于新建建筑物。
附图说明
图1为符合本发明优选实施例的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲的横剖面图。
图2为图1中的A-A纵向剖面图。
图3为符合本发明优选实施例的封口展开示意图。
图4为符合本发明优选实施例的封口封闭示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示，高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲包括外层高性能纤维布1和内层高性能纤维布5；所述外层高性能纤维布1和内层高性能纤维布5经配置加工成一排连续的具有半圆柱状空间的结构；所述半圆柱状空间中设置有灌有剪切增稠液3的半圆柱状塑料容器2。
优选地，所述内层高性能纤维布5通过连接件与建筑物主体结构连接。
优选地，所述连接件为胶黏剂4。所述胶黏剂是配合所述高性能纤维布使用的，能将高性能纤维布与其他物质(包括建筑物主体结构)连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机、天然或合成的一类物质，可按相关国标选用A级胶。
优选地，还包括封口6；所述封口6经配置用于将所述半圆柱状塑料容器的顶部和底部封闭。
优选地，所述封口6与所述内层高性能纤维布5一体设置。所述封口6，是内层高性能纤维布5的一部分，分布在内层高性能纤维布5主体的上下两侧，应与内层高性能纤维布5主体使用同一块基材裁剪，在塑料容器和剪切增稠液安装就位后，将内层高性能纤维布5上下两侧的封口6与外层高性能纤维布1使用胶黏剂4粘结，以密闭由外层高性能纤维布1和内层高性能纤维布5组成的半圆柱状空间。
优选地，所述外层高性能纤维布1和内层高性能纤维布5为碳纤维无机纤维或有机纤维，包括但不限于高强度II级碳纤维复合材。
优选地，所述半圆柱状塑料容器2为PVC塑料加工而成，其形状应根据建筑物主体结构尺寸选择。根据防护需求，厚度可选3-20mm。
优选地，所述剪切增稠液3，为新型的功能材料，其在正常状态下以液体的形式存在，但当受到冲击力作用时，其表观粘度就会急剧增加，呈现出类固体形态并具有很好的抗冲击性，当冲击力消失后，又可以比较迅速的恢复到原来的液态，例如使用二氧化硅作为固体基材和聚乙二醇作为液体基材的剪切增稠液等。
优选地，用于抗飞射物撞击。
本实施例具体使用时，按前述连接方式进行装甲布置后，若建筑物主体结构遭受较高速度的飞射物撞击，由剪切增稠液起到削弱荷载的作用。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本发明提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，与增加建筑物主体结构的截面厚度相比，防飞射物撞击防护效果更好，也不需要对主体结构布置进行过多修改。
2、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，以碳纤维布为代表的高性能纤维布具有自重轻、柔性好，建筑物外形适应能力强，施工方便快捷，部分高性能纤维布还具有耐高温耐腐蚀等众多优点。
3、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，使用高性能纤维布包裹剪切增稠液作为主要装甲原料，通过胶粘实现装甲与建筑物主体结构之间、相邻分段装甲分缝之间的直接连接，构造简单，成本低廉，安装和替换方便。
4、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，在防护装甲制作完成后通过胶黏剂直接到主体结构即可，施工十分方便。
5、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，在撞击后一般只会对防护装甲产生破坏，由于防护装甲仅通过胶黏剂连接，可方便拆卸、维修和更换。
6、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，塑料容器结构设计成半圆柱形，在被防护的建筑物表面形成突出的半圆状防护结构，可有效分散撞击物和荷载，减少对屏蔽厂房的撞击作用。
7、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，剪切增稠液由固体颗粒和基液组成。在遭受撞击时造成固体颗粒间产生咬合摩擦力，瞬时呈现出固体特性，从而使撞击物的动能转化为溶液的内能，并同时具有极强的抗穿透性。增稠液被装在塑料容器内，塑料容器设计成半圆柱型并包裹在碳纤维布内，在建筑物主体结构表面形成突出的半圆状防护结构，可有效分散撞击物和荷载，减少对建筑结构的撞击作用。
8、本实施例提供的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，不仅适用于既有建筑物的加固，也可布置于新建建筑物。
本实施例的描述均依据塑料容器的楞竖直布置的情况，但本发明也可以用于塑料容器的楞水平布置的情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，包括外层高性能纤维布和内层高性能纤维布；所述外层高性能纤维布和内层高性能纤维布经配置加工成一排连续的具有半圆柱状空间的结构；所述半圆柱状空间中设置有灌有剪切增稠液的半圆柱状塑料容器。
2.如权利要求1所述的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，所述内层高性能纤维布通过连接件与建筑物主体结构连接。
3.如权利要求2所述的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，所述连接件为胶黏剂。
4.如权利要求1所述的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，还包括封口；所述封口经配置用于将所述半圆柱状塑料容器的顶部和底部封闭。
5.如权利要求4所述的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，所述封口与所述内层高性能纤维布一体设置。
6.如权利要求1所述的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，所述外层高性能纤维布和内层高性能纤维布为碳纤维无机纤维或有机纤维。
7.如权利要求1所述的高性能纤维布包裹剪切增稠液防护装甲，其特征在于，所述半圆柱状塑料容器为PVC塑料加工而成，其形状应根据建筑物主体结构尺寸选择。
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