CN110725437A - 一种波纹钢防爆墙体结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波纹钢防爆墙体结构，属于防灾减灾工程技术领域，具体包括多个包裹钢板制成一个封闭矩形环结构，包裹钢板的一侧固定有覆盖整个环形面的横向钢板，另一侧固定有覆盖整个环形面的第一镀锌波纹钢板组件，第一镀锌波纹钢板组件和横向钢板之间设置有第二镀锌波纹钢板组件，第一镀锌波纹钢板组件和第二镀锌波纹钢板组件之间浇筑有纤维混凝土，第二镀锌波纹钢板组件和横向钢板之间浇筑有高强混凝土，本发明抗爆能力强，利用波纹钢板变形耗散爆炸能量，耗能性效果好，力学性能良好。

Description

一种波纹钢防爆墙体结构

技术领域

本发明涉及一种波纹钢防爆墙体结构，属于防灾减灾工程技术领域。

背景技术

一些特殊构筑物，诸如化工厂、加油站等时常由于爆炸而造成大量人员伤亡和经济财产损失，此类特殊构筑物需设置单独的防爆墙体来减少人员伤亡。优化防爆墙的结构形式和体系就成为最有效的抗爆设计途径，由于化工厂等易爆场所室内空间有限，一旦由于易燃易爆化学品储存不当引发爆炸事故，后果将不堪设想，为此就需单独考虑近爆作用下墙体的破坏形式，相对应的在破坏较严重区域设计耗能性好的防爆墙结构就显得很有必要。

授权公告号为CN105952013B的中国专利提出了一种大变形抗折防爆墙，多层轻型波纹钢板等间距布置，未考虑近爆条件下墙体的破坏模式，即中心位置区域破坏严重。在这种条件下，此防爆墙结构由于各截面波纹钢间距相同，所以防爆墙体各位置防护效果一致，如果近爆冲击波不能对这种结构造成破坏，则结构的选择和内部材料的填充无疑是很不经济的，同时对近爆作用于墙体的破坏模式也没有充分考虑，墙体中心位置区域没有重点防护，所以这种结构抗爆效果及效率不高；

公开号为CN1687543A的中国专利提出了一种多层复合结构防爆墙，这种结构形式的防爆墙体迎爆面和背爆面设置混凝土层，由于混凝土抗拉能力较弱，背爆面的混凝土以及迎爆面混凝土层靠后位置极易在爆炸冲击波作用下发生开裂,进而影响防爆墙结构整体的抗爆性能。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种抗爆能力强，利用波纹钢板变形耗散爆炸能量，耗能性效果好，力学性能良好的波纹钢防爆墙体结构。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种波纹钢防爆墙体结构，包括波纹钢板、包裹钢板，多个所述包裹钢板制成一个封闭矩形环结构，所述封闭矩形环结构的一侧固定有覆盖整个环形面的横向钢板，另一侧固定有覆盖整个环形面的第一镀锌波纹钢板组件，所述第一镀锌波纹钢板组件和横向钢板之间设置有第二镀锌波纹钢板组件，所述第一镀锌波纹钢板组件和第二镀锌波纹钢板组件之间浇筑有纤维混凝土，所述第二镀锌波纹钢板组件和横向钢板之间浇筑有高强混凝土，所述第一镀锌波纹钢板组件和第二镀锌波纹钢板组件的结构相同，且主要由波纹钢板和正多边形凸峰钢板构成，所述波纹钢板固定在正多边形凸峰钢板的边上，并呈辐射状分布，相邻所述波纹钢板之间连接固定构成一个封闭板，所述封闭板的四周与包裹钢板连接固定；所述正多边形凸峰钢板主要由半球钢壳和正多边形冲孔钢板构成，所述半球钢壳的开口内径比对应正多边形冲孔钢板的孔径大，且半球钢壳固定在正多边形冲孔钢板的对应通孔上。

优选的，所述波纹钢板的波峰高度为防爆墙体厚度的1/6-1/10，所述半球钢壳呈半球状或半椭球状，且半球钢壳高度一致，所述第二镀锌波纹钢板组件的波谷至横向钢板的距离与第一镀锌波纹钢板组件的波谷至第二镀锌波纹钢板组件波谷的距离之比为7/3-3/1。

优选的，所述第二镀锌波纹钢板组件的波纹钢板波谷内、第一镀锌波纹钢板组件的波纹钢板波峰之间的凹槽及正多边形凸峰钢板的凸峰之间均填充有聚氨酯填料，所述聚氨酯填料的填充高度与波纹钢板的波峰、正多边形凸峰钢板的凸峰高度齐平。

优选的，所述波纹钢板是由多个V型钢板焊接而成，且波纹钢板的波峰间距由中心向外逐渐增大，所述正多边形凸峰钢板中半球钢壳的内径由四周向中心逐渐减小。

优选的，所述横向钢板、包裹钢板和第一镀锌波纹钢板组件的外表面均喷涂有聚氨酯涂料。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明考虑了近爆发生后防爆墙体的破坏形态，遵循中心处重点防护，其余位置适当防护的设计原则，墙体中心位置布置正多边形凸峰钢板，由正多边形凸峰钢板向四周延伸波纹钢板，并将其与正多边形凸峰钢板焊接，波纹钢板构件波峰间距由中心向外逐渐增大，爆炸冲击波基本参数-峰值超压与爆炸冲击波的传播距离有关，且传播距离越远，爆炸冲击波峰值超压越低，对结构的损伤就越小，故由中心向四周延伸的波纹钢板构件间距逐渐增大，这样就在破坏较严重区域设置抗爆能力强的结构更有助于提高防爆墙整体的抗爆能力，波纹钢防爆墙体的迎爆面布置横向钢板及高强度混凝土，在背爆面受拉区布置塑性及抗拉能力较强的波纹钢板，使墙体抵抗爆炸荷载的能力更强；也节省材料；此外，镀锌波纹钢板波峰近似环状来模拟爆炸冲击波波阵面形态，力学效率更好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的截面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，一种波纹钢防爆墙体结构，包括波纹钢板1、包裹钢板2，多个包裹钢板2制成一个封闭矩形环结构，封闭矩形环结构的一侧固定有覆盖整个环形面的横向钢板3，另一侧固定有覆盖整个环形面的第一镀锌波纹钢板组件4，第一镀锌波纹钢板组件4和横向钢板3之间设置有第二镀锌波纹钢板组件5，第一镀锌波纹钢板组件4和第二镀锌波纹钢板组件5之间浇筑有纤维混凝土6，第二镀锌波纹钢板组件5和横向钢板3之间浇筑有高强混凝土7，第一镀锌波纹钢板组件4和第二镀锌波纹钢板组件5的结构相同，且主要由波纹钢板1和正多边形凸峰钢板8构成，波纹钢板1固定在正多边形凸峰钢板8的边上，并呈辐射状分布，相邻波纹钢板1之间连接固定构成一个封闭板，封闭板的四周与包裹钢板2连接固定；正多边形凸峰钢板8主要由半球钢壳9和正多边形冲孔钢板10构成，半球钢壳9的开口内径比对应正多边形冲孔钢板10的孔径大，且半球钢壳9固定在正多边形冲孔钢板的对应通孔上。

本发明中防爆墙体采用组合式结构，由包裹钢板制成封闭矩形环结构，然后在封闭矩形环结构的两侧面分别安装有横向钢板3、第一镀锌波纹钢板组件4，并在横向钢板3、第一镀锌波纹钢板组件4之间固定第二镀锌波纹钢板组件5，同时控制第二镀锌波纹钢板组件5的波谷至横向钢板3的距离与第一镀锌波纹钢板组件4的波谷至第二镀锌波纹钢板组件5波谷的距离之比为7/3-3/1，并在第一镀锌波纹钢板组件4和第二镀锌波纹钢板组件5之间浇筑有纤维混凝土6，第二镀锌波纹钢板组件5和横向钢板3之间浇筑有高强混凝土7，这样防爆墙体的迎爆面通过横向钢板、高强度混凝土形成高强抗爆面，防爆墙体的背爆面利用波纹钢板形成塑性及抗拉能力较强的受拉区，利用高强抗爆面抵抗爆炸荷载，并通过波纹钢板耗散爆炸能量，进而大大提高防爆墙体的抗爆能力及力学性能。

其中，波纹钢板1固定在正多边形凸峰钢板8的边上，并呈辐射状分布；波纹钢板1的波峰高度为防爆墙体厚度的1/10-1/6，防爆墙体厚度与包裹钢板的宽度相同，半球钢壳9呈半球状或半椭球状，且半球钢壳9高度一致，波纹钢板1是由多个V型钢板焊接而成，且波纹钢板1的波峰间距由中心向外逐渐增大，正多边形凸峰钢板8中半球钢壳的内径由四周向中心逐渐减小。本发明遵循中心处重点防护，其余位置适当防护的设计原则，墙体中心位置布置正多边形凸峰钢板，由正多边形凸峰钢板向四周延伸波纹钢板，并将其与正多边形凸峰钢板焊接，波纹钢板构件波峰间距由中心向外逐渐增大，这样就在破坏较严重区域设置抗爆能力强的结构更有助于提高防爆墙整体的抗爆能力。

此外，第二镀锌波纹钢板组件5的波纹钢板波谷内、第一镀锌波纹钢板组件4的波纹钢板波峰之间的凹槽及正多边形凸峰钢板8的凸峰之间均填充有聚氨酯填料，聚氨酯填料11的填充高度与波纹钢板1的波峰、正多边形凸峰钢板8的凸峰高度齐平。横向钢板3、包裹钢板2和第一镀锌波纹钢板组件4的外表面均喷涂有聚氨酯涂料。使防爆墙体具有更好的回弹性和力学性能，进而进一步提高抗爆、耗散爆炸荷载的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (5)

1.一种波纹钢防爆墙体结构，包括波纹钢板、包裹钢板，其特征在于：多个所述包裹钢板制成一个封闭矩形环结构，所述封闭矩形环结构的一侧固定有覆盖整个环形面的横向钢板，另一侧固定有覆盖整个环形面的第一镀锌波纹钢板组件，所述第一镀锌波纹钢板组件和横向钢板之间设置有第二镀锌波纹钢板组件，所述第一镀锌波纹钢板组件和第二镀锌波纹钢板组件之间浇筑有纤维混凝土，所述第二镀锌波纹钢板组件和横向钢板之间浇筑有高强混凝土，所述第一镀锌波纹钢板组件和第二镀锌波纹钢板组件的结构相同，且主要由波纹钢板和正多边形凸峰钢板构成，所述波纹钢板固定在正多边形凸峰钢板的边上，并呈辐射状分布，相邻所述波纹钢板之间连接固定构成一个封闭板，所述封闭板的四周与包裹钢板连接固定；所述正多边形凸峰钢板主要由半球钢壳和正多边形冲孔钢板构成，所述半球钢壳的开口内径比对应正多边形冲孔钢板的孔径大，且半球钢壳固定在正多边形冲孔钢板的对应通孔上。

2.根据权利要求1所述的一种波纹钢防爆墙体结构，其特征在于：所述波纹钢板的波峰高度为防爆墙体厚度的1/10-1/6，所述半球钢壳呈半球状或半椭球状，且半球钢壳高度一致，所述第二镀锌波纹钢板组件的波谷至横向钢板的距离与第一镀锌波纹钢板组件的波谷至第二镀锌波纹钢板组件波谷的距离之比为7/3-3/1。

3.根据权利要求1所述的一种波纹钢防爆墙体结构，其特征在于：所述第二镀锌波纹钢板组件的波纹钢板波谷内、第一镀锌波纹钢板组件的波纹钢板波峰之间的凹槽及正多边形凸峰钢板的凸峰之间均填充有聚氨酯填料，所述聚氨酯填料的填充高度与波纹钢板的波峰、正多边形凸峰钢板的凸峰高度齐平。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种波纹钢防爆墙体结构，其特征在于：所述波纹钢板是由多个V型钢板焊接而成，且波纹钢板的波峰间距由中心向外逐渐增大，所述正多边形凸峰钢板中半球钢壳的内径由四周向中心逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的一种波纹钢防爆墙体结构，其特征在于：所述横向钢板、包裹钢板和第一镀锌波纹钢板组件的外表面均喷涂有聚氨酯涂料。

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