CN109025453A - 地下空间韧性人防抗爆结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地下空间韧性人防抗爆结构，包括顶板和墙体，所述顶板和/或墙体的单侧或双侧涂敷有抗爆有机物层，所述抗爆有机物层由至少一层聚胺酯层和/或聚脲层构成。优选的，所述顶板和/或墙体由UHPC材料制成。本发明中地下人防结构的顶板和/或墙体由UHPC材料制成，UHPC能够提供受爆炸荷载冲击的抗力，而涂敷在顶板和/或墙体上的抗爆有机物层则提供韧性耗能，从而大幅提高地下空间人防结构的抗爆效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下空间韧性人防抗爆结构，属于人民防空技术领域。
背景技术
人防工程是指为保障战时人员与物资掩蔽、人民防空指挥、医疗救护而单独修建的地下防护建筑，以及结合地面建筑修建的战时可用于防空的地下室，人防工程是防备敌人突然袭击、有效地掩蔽人员和物资、保存战争潜力的重要设施。
现有的人防工程通常是由顶板和墙体等组成的水泥结构，主要用于人民防空临时掩体、战时防空指挥中心、通讯中心、隐蔽所等。为了提高地下空间抗冲击波和常规炸弹爆轰波的能力，避免市民在人防地下室内紧急避难时很容易收到伤害，需要提高地下空间的防爆性能，通常需要加厚顶板和墙体的厚度，并在混凝土中增加大量的钢板，不但结构复杂，而且消耗大量的水泥和钢材，成本高昂且不利于环境保护。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种结构简单、施工方便且抗爆效果好的地下空间人防结构。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种地下空间韧性人防抗爆结构，该结构预设有顶板和墙体；所述顶板和/或墙体的单侧或双侧涂敷有抗爆有机物层，所述抗爆有机物层由至少一层聚胺酯层和/或聚脲层构成。
优选的，所述顶板和/或墙体由UHPC材料制成。
本发明中，UHPC(Ultra-High Performance Concrete)是超高性能混凝土的简称，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越。“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能，可参考相关文献，不再赘述。
本发明中，涂敷在顶板和/或墙体上的抗爆有机物层（聚胺酯或聚脲）则提供韧性耗能，聚胺酯或聚脲有机物的抗拉强度高达44.8MPA，硬度为A55至D65，延伸率高达700%，撕裂强度53至147N/MM，模量13.79MPA至165.47MPA，耐内压强度1.72至3.45MPA，裂纹桥接大于3.2MM，从而大幅提高地下空间人防结构的抗爆效果。另外，当地下人防结构的顶板和/或墙体由UHPC材料制成时，抗爆有机物层与UHPC的粘附力大于1MPA，且UHPC能够提供受爆炸荷载冲击的抗力，从而在减轻顶板、墙体重量的前提下，进一步提高了人防结构的防爆性能。
上述技术方案的进一步改进是：所述顶板和/或墙体的内侧安装有波形消爆板；所述波形消爆板由平面部分和弯曲部分构成，所述平面部分紧贴对应的顶板或墙体；所述波形消爆板并排设有多列，对于每一列中相邻两块波形消爆板，一块波形消爆板的弯曲部分覆盖在另一块波形消爆板的平面部分上形成一个空腔。所述顶板和/或墙体的内侧是指位于地下空间人防结构内的一侧。地下人防结构在受到爆炸冲击时，波形消爆板变形或破碎，从而提供对部分爆炸荷载的消爆，并能够改善地下空间的室内声学功能。
上述技术方案的再进一步改进是：多列波形消爆板的空腔拼接形成成行排列的多个管状腔体，所述腔体的两端抵靠在墙体或者顶板、底板上从而密封形成封闭的空气室。本发明中消爆板采用了建设性的隔热方式，消爆板安装后会产生封闭的空气室，这些空气室可以进一步增强消爆板的隔热功效以保护抗爆结构在火灾高温下的持久抗力。
进一步地，所述波形消爆板满敷布设在顶板和/或墙体上。优选地，所述波形消爆板的平板部分与对应的顶板或墙体通过螺栓固定在一起。
上述技术方案的再进一步改进是：所述波形消爆板由混凝土制成。进一步地，所述波形消爆板内设有抗腐蚀性加固材料制成的网格栅，所述抗腐蚀性加固材料是耐碱性玻璃纤维、日珥线、粗纱、麻纤或碳纤维。网格栅为柔性结构，可以采用编织制成，从而很容易地嵌入到混凝土制成的波形消爆板内，这样就可以使用网格栅替代传统的钢筋作为筋，开放的网格栅状织物适用于混凝土建筑物，这种织物由混凝土矩阵完全填充。网格栅以纺织半成品的形式嵌入到消爆板中，网格栅的各种纱线在纺织结构中的排列都与之后的消爆板的力线通量一致。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例中墙体的结构示意图。
图2是单块波形消爆板的结构示意图。
图3是波形消爆板的连接示意图。
附图标记：墙体1，抗爆有机物层2，波形消爆板3，弯曲部分31，平面部分32，孔33。
具体实施方式
实施例
本实施例的地下空间韧性人防抗爆结构，该结构预设有顶板和墙体；如图1示，所述墙体2的单侧（内侧）涂敷有抗爆有机物层2，所述抗爆有机物层2由一层聚胺酯层或聚脲层构成，抗爆有机物层2的厚度一般在6-8mm即可。同理，顶板的单侧（内侧）也可以涂敷有抗爆有机物层2，甚至底板上也涂敷有抗爆有机物层2。
当然，抗爆有机物层2也可以涂敷在所述顶板和/或墙体2的双侧，抗爆有机物层2也可以由多层聚胺酯层和聚脲层构成。
本实施例可以应用直接在现有的人防结构中，对现有的人防结构进行改造。对于新建的人防结构，顶板和墙体可以采用UHPC材料制成，这样厚度就可以进一步减小。而且顶板和/或墙体可以设有碳纤维网格栅，碳纤维网格栅为柔性结构，可以很容易地嵌入到UHPC层内，这样就可以使用碳纤维网格栅替代传统的钢筋作为筋。
本实施例还可以作如下改进：
1）所述顶板和/或墙体的内侧安装有波形消爆板3，如图2所示，所述波形消爆板3由平面部分32和弯曲部分31构成，所述平面部分32紧贴对应的顶板或墙体2。如图3所示，所述波形消爆板3并排设有多列，对于每一列中相邻两块波形消爆板3，一块波形消爆板3的弯曲部分31覆盖在另一块波形消爆板的平面部分32上形成一个空腔，从而制成一列列波形消爆板3，多列波形消爆板满敷布设在顶板和/或墙体上，这样可以提高抗爆效果。
优选地，所述波形消爆板的平板部分与对应的顶板或墙体通过螺栓固定在一起，在实施时，波形消爆板3预设有孔33，墙体2以及顶板上均预设有相对应的螺纹孔，波形消爆板与墙体2或顶板通过插入螺纹孔的螺栓进行连接。
2）多列波形消爆板的空腔拼接形成成行排列的多个管状腔体，所述腔体的两端抵靠在墙体或者顶板、底板上从而密封形成封闭的空气室。发明中消爆板采用了建设性的隔热方式，由于消爆板3的S型外形，所有的消爆板3安装完成后会产生一系列封闭的空气室，这些空气室可以进一步增强消爆板的隔热功效以保护抗爆结构在火灾高温下的持久抗力。
3）所述波形消爆板3由混凝土制成。进一步地，所述波形消爆板内设有抗腐蚀性加固材料编织制成的网格栅，所述抗腐蚀性加固材料是耐碱性玻璃纤维、日珥线、粗纱、麻纤或碳纤维。网格栅将混凝土分隔成矩阵形状，抗腐蚀性加固材料和混凝土矩阵相结合产生的复合材料制作而成的轻薄型构件，当矩阵转移这些压力时，加固材料能够消除拉力。网格栅以纺织半成品的形式嵌入到单个波形消爆板中，网格栅的各种纱线在纺织结构中的排列都与之后的波形消爆板的力线通量一致。开放的网格状织物适用于混凝土建筑物，这种织物由混凝土矩阵完全填充，这样的板结构物构件具有轻质、高强、隔声、防火的特性。
本发明不局限于上述实施例的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种地下空间韧性人防抗爆结构，包括顶板和墙体；其特征在于：所述顶板和/或墙体的单侧或双侧涂敷有抗爆有机物层，所述抗爆有机物层由至少一层聚胺酯层和/或聚脲层构成。
2.根据权利要求1所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：所述顶板和/或墙体由UHPC材料制成。
3.根据权利要求1所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：所述顶板和/或墙体的内侧安装有波形消爆板；所述波形消爆板由平面部分和弯曲部分构成，所述平面部分紧贴对应的顶板或墙体；所述波形消爆板并排设有多列，对于每一列中相邻两块波形消爆板，一块波形消爆板的弯曲部分覆盖在另一块波形消爆板的平面部分上形成一个空腔。
4.根据权利要求3所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：所述波形消爆板满敷布设在顶板和/或墙体上。
5.根据权利要求4所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：所述波形消爆板的平板部分与对应的顶板或墙体通过螺栓固定在一起。
6.根据权利要求4所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：所述波形消爆板由混凝土制成。
7.根据权利要求6所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：所述波形消爆板内设有抗腐蚀性加固材料制成的网格栅，所述抗腐蚀性加固材料是耐碱性玻璃纤维、日珥线、粗纱、麻纤或碳纤维。
8.根据权利要求6所述的地下空间韧性人防抗爆结构，其特征在于：多列波形消爆板的空腔拼接形成成行排列的多个管状腔体，所述腔体的两端密封形成封闭的空气室。
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