CN105971361A - 一种波纹钢板-钢管防护装甲 - Google Patents

一种波纹钢板-钢管防护装甲 Download PDF

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程书剑
王凯
褚濛
袁芳
丁振坤
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    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/04—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against air-raid or other war-like actions

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Abstract

本发明提供一种波纹钢板‑钢管防护装甲，包括波纹钢板；所述波纹钢板与建筑物主体结构连接；所述波纹钢板和建筑物主体之间设有空隙，所述空隙内填充有至少三根钢管。本发明提供的波纹钢板‑钢管防护装甲，与增加建筑物主体结构厚度相比，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

一种波纹钢板-钢管防护装甲
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，具体涉及一种抗飞射物撞击的波纹钢板-钢管防护装甲。
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。
根据发明人进行的查新结果，国际上还未提出使用外挂波纹钢板-钢管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，提出一种波纹钢板-钢管防护装甲。
波纹钢板-钢管防护装甲包括波纹钢板；波纹钢板做成波纹型，在两块波纹钢板的交汇处适当延伸重叠；所述波纹钢板与建筑物主体结构连接；所述波纹钢板和建筑物主体之间设有空隙，所述空隙内填充有至少三根钢管。
优选地，所述波纹钢板通过连接件与建筑物主体结构连接。
优选地，所述波纹钢板由高强度碳素钢制成。
优选地，所述波纹钢板的形状根据建筑物主体结构的尺寸和所需设防强度选择。
优选地，所述波纹钢板的外表面进行防锈处理。
优选地，所述钢管的数量为多个；多根所述钢管经绑扎形成适应于波纹钢板下部三角形空间的钢管束以具有较强的能量吸收能力。
优选地，所述钢管为普通工业用钢管。
优选地，所述连接件包括螺栓杆和螺母。
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，遭受撞击部位的波纹钢板和钢管束共同工作，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、本发明提供的波纹钢板-钢管防护装甲，与增加建筑物主体结构厚度相比，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、本发明提供的波纹钢板-钢管防护装甲，钢材弹性模量较大，具有较强的韧性和塑性变形能力。由至少三根钢管组成的钢管束弹性模量较低，具有较好的变形能力。二者共同使用时，波纹钢板主要起到防止飞射物直接穿透、削弱高频撞击峰值的作用，钢管束通过自身的较大的变形起到吸收飞射物动能、削弱撞击荷载平台段荷载值的作用。波纹钢板设计成波纹形，在建筑物主体结构表面形成突出的锯齿状防护结构，可有效切割分散撞击物和荷载，使飞射物的动能的很大一部分通过飞射物自身的破坏来吸收，减少对建筑物主体结构的撞击作用，还可以增加钢板的有效阻滞厚度(对垂直于建筑物主体结构的飞射物，同样钢板厚度下，45°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.41倍，30°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.36倍)。
3、本发明提供的波纹钢板-钢管防护装甲，在撞击后一般只会对防护结构产生破坏，防护结构使用螺栓连接，可方便拆卸、维修和更换。
4、本发明提供的波纹钢板-钢管防护装甲，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波纹钢板-钢管防护装甲的纵剖面图。
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所示，波纹钢板-钢管防护装甲包括波纹钢板1，厚20mm，采用国标Q345钢板，表面喷漆防护；波纹钢板1做成波纹型，在两块波纹钢板1的交汇处适当延伸重叠；所述波纹钢板1与建筑物主体结构连接；所述波纹钢板1和建筑物主体之间设有空隙，所述空隙内填充有至少三根直径可选用1cm的普通镀锌钢管。所述波纹钢板1通过连接件3与建筑物主体结构连接。所述波纹钢板1的形状根据建筑物主体结构的尺寸和所需设防强度选择。所述钢管的数量为多个；多个所述钢管经绑扎形成适应于波纹钢板下部三角形空间的钢管束2以具有较强的能量吸收能力。所述连接件3包括螺栓杆和螺母。
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，遭受撞击部位的波纹钢板和钢管束共同工作，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、本实施例提供的波纹钢板-钢管防护装甲，与增加建筑物主体结构厚度相比，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、本实施例提供的波纹钢板-钢管防护装甲，钢材弹性模量较大，具有较强的韧性和塑性变形能力。由至少三根钢管组成的钢管束弹性模量较低，具有较好的变形能力。二者共同使用时，波纹钢板主要起到防止飞射物直接穿透、削弱高频撞击峰值的作用，钢管束通过自身的较大的变形起到吸收飞射物动能、削弱撞击荷载平台段荷载值的作用。波纹钢板设计成波纹形，在建筑物主体结构表面形成突出的锯齿状防护结构，可有效切割分散撞击物和荷载，使飞射物的动能的很大一部分通过飞射物自身的破坏来吸收，减少对建筑物主体结构的撞击作用，还可以增加钢板的有效阻滞厚度(对垂直于建筑物主体结构的飞射物，同样钢板厚度下，45°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.41倍，30°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.36倍)。
3、本实施例提供的波纹钢板-钢管防护装甲，在撞击后一般只会对防护结构产生破坏，防护结构使用螺栓连接，可方便拆卸、维修和更换。
4、本实施例提供的波纹钢板-钢管防护装甲，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 (8)

1.一种波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，包括波纹钢板；所述波纹钢板与建筑物主体结构连接；所述波纹钢板和建筑物主体之间设有空隙，所述空隙内填充有至少三根钢管。
2.如权利要求1所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述波纹钢板通过连接件与建筑物主体结构连接。
3.如权利要求1所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述波纹钢板由高强度碳素钢制成。
4.如权利要求1所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述波纹钢板的形状根据建筑物主体结构的尺寸和所需设防强度选择。
5.如权利要求1所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述波纹钢板的外表面进行防锈处理。
6.如权利要求1所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述钢管的数量为多个；多根所述钢管经绑扎形成适应于波纹钢板下部三角形空间的钢管束以具有较强的能量吸收能力。
7.如权利要求1所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述钢管为普通工业用钢管。
8.如权利要求2所述的波纹钢板-钢管防护装甲，其特征在于，所述连接件包括螺栓杆和螺母。
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