CN106639017A - 一种砌体抗爆墙 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种砌体抗爆墙，该砌体抗爆墙利用圆环钢筋网层具有极大的几何非线性变形能力的特点，将由构件的材料塑性能力控制大变形改为由构件的几何非线性能力控制大变形，极大的满足了爆炸时的压力作用下墙体大变形要求，同时墙体两侧的钢丝网层有效避免了碎片抛射对人员和设备造成的次生伤害。本发明还涉及一种改造砌体墙使其具有抗爆功能的方法，该方法简单有效，并且造价低，具有广阔的应用前景。

Description

一种砌体抗爆墙
技术领域
本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种砌体抗爆墙。
背景技术
随着我国抗爆安全意识的提高，对建造在存在危险爆炸区域范围内的重要建筑物，诸如石化装置内的控制室、现场机柜间等建筑物，采用抗爆结构。抗爆主要是指抵抗外部爆炸产生的冲击波对建筑物的作用。抗爆结构的设计的一个基本原则，就是爆炸冲击波的直接或间接作用（如砌体墙破坏时碎片的飞散抛射）不能对建筑物内的人员和设备造成伤害。
建筑物抗爆结构设计目前主要采用钢筋混凝土整体抗爆墙墙体的结构形式，或钢筋混凝土框架加抗爆外墙结构形式，即由抗爆外墙和屋面板作为组要的抵抗爆炸作用的承载体和机构，并按单向受力构件假定考虑，通过抗爆墙墙体端部产生塑性铰（但墙体整体不破坏）来消耗和抵抗爆炸冲击能量，从而实现结构抗爆目的，主要结构全部采用现浇钢筋混凝土形式。
此外，根据爆炸安全需要，大量既有的非抗爆建筑物需要进行工程改建以使其具有一定的抗爆功能。而通常这类非抗爆建筑物采用的是框架结构加填充砌体围护墙的结构形式，对框架结构的加固措施常规方法较多，但对砌体墙的改造往往十分困难，目前尚无可行的技术手段，现行的抗爆规范标准也没有给出具体针对砌体墙的抗爆加固措施，一般只能采取一些常规性的加固措施（如墙面贴钢板或加钢筋网等），事实上这些措施根本满足不了砌体墙抵抗爆炸的大变形要求，经常不得不直接将其推到重新进行设计建造，而采用钢筋混凝土抗爆墙体，关键问题在于其大变形的控制能力是根据钢筋材料的塑性性能而非构件的几何非线性能力来确定的。另外，钢筋混凝土抗爆墙是一种事先主动设计，类似于剪力墙形式（按塑性理论进行设计），造价相对较高，特别是在改造施工过程中尤其显得相当麻烦。
发明内容
为解决砌体墙不能满足爆炸作用下墙体大变形的要求，防止砌体碎裂抛射形成间接伤害，急需探索一种合理有效的砌体墙抗爆构造。对于非抗爆改抗爆的工程改建和新建结构也能采用砌体墙进行抗爆。本发明开创性的发明了一种砌体抗爆墙的构造，利用圆环钢筋网层具有极大的几何非线性变形能力的特点，将由构件的材料塑性能力控制大变形改为由构件的几何非线性能力控制大变形，对抗爆结构工程具有很大的技术经济意义。
本发明第一个方面提供了一种包括墙体1的砌体抗爆墙，所述墙体1的两侧设置有钢丝网层2，其中一侧钢丝网层2外还设置有圆环钢筋网层3，所述墙体1、钢丝网层2及圆环钢筋网层3通过对穿螺栓4贯穿固定。
所述圆环钢筋网层3为由若干圆环钢筋组成的单层或多层网状结构。
所述钢丝网层2和墙体1之间形成有10-15mm的间隙，所述钢丝网层2和圆环钢筋网层3之间形成有5-10mm的间隙。优选的，所述钢丝网层2和墙体1之间形成有10mm的间隙，所述钢丝网层2和圆环钢筋网层3之间形成有5mm的间隙。
进一步地，所述间隙是空的或者有填充材料。所述填充材料即为粉刷层5所用粉刷材料。所述砌体抗爆墙，还包括有粉刷层5，所述粉刷层5同时或分别地位于一侧圆环钢筋网层3外或另一侧钢丝网层2外。
优选地，粉刷层5同时位于一侧圆环钢筋网层3外和另一侧钢丝网层2外。
进一步地，所述粉刷层的粉刷材料是砂浆、泥浆或石子浆中的一种或者它们的任意一种混合物。进一步地，所述粉刷层厚度为10-20mm，厚度优选数值范围根据粉刷材料而定。
所述对穿螺栓4通过分别焊接固定于圆环钢筋网层3及另一侧钢丝网层2贯穿固定所述墙体1、钢丝网层2及圆环钢筋网层3。
优选地，对穿螺栓4通过点焊的方式，固定于圆环钢筋网层3及另一侧钢丝网层2。更优选的，对穿螺栓4采用两面电焊的方式。
所述对穿螺栓中的穿墙螺丝是两端套丝的圆钢螺丝，螺母是防松螺母。
所述钢丝网层2可以被钢筋网层代替。
本发明第二个方面提供一种制备上述砌体抗爆墙的方法，包括以下步骤：
步骤1：制备墙体；
步骤2：在墙体两侧各布设一层钢丝网层，所述钢丝网层由钢丝双向正交编织而成；
步骤3：用对穿螺栓与一侧的钢丝网层焊接后贯穿墙体及另一侧钢丝网层后，与另一侧的圆环钢筋网层焊接，钢丝网层与墙体之间形成有10-15mm的间隙，圆环钢筋网层与钢丝网层之间形成有5-10mm的间隙；
步骤4：进行后处理得到砌体抗爆墙。
所述步骤1中的墙体制备材料可以是砖、砌块或者板材。所述砖选自烧结普通砖、烧结空心砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖中的任意一种；所述砌块选自蒸压加气混凝土砌块、石膏砌块和粉煤灰砌块中的任意一种。
所述步骤3中的间隙里面还可以有填充材料。所述填充材料即为粉刷层5所用粉刷材料。
所述步骤4中的后处理是指同时或分别地将一侧圆环钢筋网层外部或另一侧钢丝网层外部进行粉刷。
进一步地，所述粉刷层的粉刷材料是砂浆、泥浆或石子浆中的一种或者组合。进一步地，所述粉刷层厚度为10-20mm，厚度优选数值范围根据粉刷材料而定。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的砌体抗爆墙利用圆环钢筋网层具有极大的几何非线性变形能力的特点，将由构件的材料塑性能力控制大变形改为由构件的几何非线性能力控制大变形，极大的满足了爆炸时的压力作用下墙体大变形要求，同时墙体两侧的钢丝网层有效避免了碎片抛射对人员和设备造成的次生伤害。并且本发明的制备砌体抗爆墙的方法，具有有效简单，造价低等优点。
附图说明
图1是砌体抗爆墙的构造剖面示意图。
图2是钢丝网层示意图。
图3是圆环钢筋网层示意图。
图中：1-墙体，2-钢丝网层，3-圆环钢筋网层，4-对穿螺栓，5-粉刷层。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
实施例1提供了一种包括墙体1的砌体抗爆墙，其构造剖面示意图如图1所示，所述墙体1的两侧设置有钢丝网层2，钢丝网层2的示意图如图2所示，其中一侧钢丝网层2外还设置有圆环钢筋网层3，所述墙体1、钢丝网层2及圆环钢筋网层3通过对穿螺栓4贯穿固定。
其中，圆环钢筋网层3是由若干圆环钢筋组成的单层网状结构（如图3所示）。钢丝网层2由钢丝双向正交编织而成。钢丝网层2和墙体1之间形成有10mm的间隙，钢丝网层2和圆环钢筋网层3之间形成有5mm的间隙。间隙均是空的。该砌体抗爆墙，还包括有粉刷层5。粉刷层5同时地位于一侧圆环钢筋网层3外和另一侧钢丝网层2外。粉刷层的粉刷材料是砂浆，粉刷层厚度为20mm。对穿螺栓4通过两面点焊的方式分别焊接固定于圆环钢筋网层3及另一侧钢丝网层2，贯穿固定所述墙体1、钢丝网层2及圆环钢筋网层3。该对穿螺栓中的穿墙螺丝是两端套丝的圆钢螺丝，螺母是防松螺母。
本实施例中的砌体抗爆墙利用圆环钢筋网层具有极大的几何非线性变形能力的特点，将由构件的材料塑性能力控制大变形改为由构件的几何非线性能力控制大变形，极大的满足了爆炸时的压力作用下墙体大变形要求，同时墙体两侧的钢丝网层有效避免了碎片抛射对人员和设备造成的次生伤害。
实施例2 本实施例提供一种制备实施例1所述的砌体抗爆墙的方法，包括以下步骤：
步骤1：制备墙体；
步骤2：在墙体两侧各布设一层钢丝网层，所述钢丝网层由钢丝双向正交编织而成；
步骤3：采用对穿螺栓与一侧的钢丝网层焊接后贯穿墙体及另一侧钢丝网层后，与另一侧的圆环钢筋网层焊接，钢丝网层与墙体之间形成有10mm的间隙，圆环钢筋网层与钢丝网层之间形成有5mm的间隙；
步骤4：进行后处理得到砌体抗爆墙。
其中，步骤1中的墙体制备材料选自蒸压加气混凝土砌块。步骤4中的后处理是指同时地将一侧圆环钢筋网层外和另一侧钢丝网层外部进行粉刷，粉刷层厚度为20mm，刷层的粉刷材料是砂浆。
该实施例的制备砌体抗爆墙的方法，具有有效简单，造价低等优点。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种砌体抗爆墙，包括墙体（1），其特征在于，所述墙体（1）的两侧设置有钢丝网层（2），其中一侧钢丝网层（2）外还设置有圆环钢筋网层（3），所述墙体（1）、钢丝网层（2）及圆环钢筋网层（3）通过对穿螺栓（4）贯穿固定。
2.根据权利要求1所述的砌体抗爆墙，其特征在于，所述圆环钢筋网层（3）为由若干圆环钢筋组成的单层或多层网状结构。
3.根据权利要求1所述的砌体抗爆墙，其特征在于，所述钢丝网层（2）和墙体（1）之间形成有10-15mm的间隙。
4.根据权利要求1所述的砌体抗爆墙，其特征在于，所述钢丝网层（2）和圆环钢筋网层（3）之间形成有5-10mm的间隙。
5.根据权利要求1所述的砌体抗爆墙，其特征在于，还包括有粉刷层（5），所述粉刷层（5）同时或分别地位于一侧圆环钢筋网层（3）外或另一侧钢丝网层（2）外。
6.根据权利要求1所述的砌体抗爆墙，其特征在于，所述对穿螺栓（4）通过分别焊接固定于圆环钢筋网层（3）及另一侧钢丝网层（2）贯穿固定所述墙体（1）、钢丝网层（2）及圆环钢筋网层（3）。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的砌体抗爆墙，其特征在于，所述钢丝网层（2）可以被钢筋网层代替。
8.一种制备如权利要求1-7任意一项所述的砌体抗爆墙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备墙体；
步骤2：在墙体两侧各布设一层钢丝网层，所述钢丝网层由钢丝双向正交编织而成；
步骤3：用对穿螺栓与一侧的钢丝网层焊接后贯穿墙体及另一侧钢丝网层后，与另一侧的圆环钢筋网层焊接，钢丝网层与墙体之间形成有10-15mm的间隙，圆环钢筋网层与钢丝网层之间形成有5-10mm的间隙；
步骤4：进行后处理得到砌体抗爆墙。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤4中后处理是同时或分别地将一侧圆环钢筋网层外部或另一侧钢丝网层外部进行粉刷。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进行粉刷所使用的材料是砂浆。
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