CN114776077B - 一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，包括以下步骤：步骤S1、依据厂房整体用途，确定厂房整体类型；步骤S2、依据厂房整体的类型，确定厂房整体的防护等级；按照厂房整体防护等级，采取相对应的抗爆加固措施。本方法依据装配式钢结构厂房的功能定位，将其划分为不同的防护等级，针对不同的防护等级，对应施行不同的抗爆加固措施，可科学、合理的保障厂房内部设备和人员的安全，对装配式钢结构厂房的抗爆防护，具有系统性的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防爆抗爆技术，具体是一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法。
背景技术
近年来，随着国民经济的发展，我国经济结构的不断优化，建筑行业也逐渐走向产业化方向。在此背景下，装配式建筑得到了有效的推广，装配式钢结构建筑是通过标准化设计、规模化生产、装配化施工和智能化管理建造而造成的钢结构建筑，具有自重轻、建造工期短、节能环保和抗震性强等优点，因而有着广阔的发展前景。
但装配式钢结构建筑在施工和使用过程中也存在着诸多的问题，例如现有的装配式钢结构建筑是否能够满足抗爆需求、能够承受多大的强冲击荷载及钢结构材料本身具有的缺陷等，这些因素可能使建筑结构在遭受强冲击荷载时发生破坏、倒塌，危害厂房内人员、设备。
现阶段，国内设计单位对装配式钢结构建筑抗爆研究比较少，对于装配式钢结构建筑抗强冲击荷载毁伤后果普遍认识不足，有的为追求安全，盲目堆砌各种隔震抗爆措施，而部分抗爆设备本身就存在造价高、难运输、难安装的特点，这就导致装配式钢结构厂房建造成本急剧上升，造成不必要的浪费；有的无视周围环境安全隐患，建筑结构一味精简，根本无任何防护措施，或者防护措施不到位，不能有效应对突发爆炸事故，造成重大损失。
目前，我国装配式钢结构厂房应用广泛，因各种因素所产生的爆炸对周围厂房建筑产生破坏的事例比比皆是，因此，如何对这种厂房进行合理有效的防护，或尽可能减小厂房破坏对内部物资、人员、设备的危害，是亟需解决的重要任务。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，本方法依据装配式钢结构厂房的功能定位，将其划分为不同的防护等级，针对不同的防护等级，对应施行不同的抗爆加固措施，可科学、经济、合理的保障厂房内部设备和人员的安全，对装配式钢结构厂房的抗爆防护，具有系统性的指导意义。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
所述的装配式钢结构厂房包括：混凝土基础、竖向设置在混凝土基础之上的多个钢构支撑柱、固连在相邻钢构支撑柱之间的围护面以及覆盖在围护面上方的房顶天花板，所述围护面的外侧面和内侧面均为钢板，所述房顶天花板的外侧面和内侧面也均为钢板；所述的钢构支撑柱通过地脚螺栓固连在混凝土基础上，围护面通过螺栓和角铁固连在钢构支撑柱上，围护面的钢板之间通过连接件固连，所述连接件包括螺钉、螺栓和铆钉；所述的装配式钢结构厂房抗爆加固方法包括以下步骤：
步骤S1、依据厂房整体用途，确定厂房整体类型；所述厂房整体类型包括：大量人员聚集的厂房、紧急时刻需持续保持生产活动的厂房、储存易燃易爆物的厂房、机械加工类厂房和仓储类厂房；
步骤S2、依据厂房整体的类型，确定厂房整体的防护等级，所述厂房整体防护等级分为：
第一级，其对应的厂房类型为大量人员聚集的厂房；
第二级，其对应的厂房类型为紧急时刻需持续保持生产活动的厂房或储存易燃易爆物品的厂房；
第三级，其对应的厂房类型包括机械加工类厂房；
第四级，其对应的厂房类型包括仓储类厂房；
步骤S3、按照厂房整体防护等级，采取相对应的抗爆加固措施；其中，防护等级为第一级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
A、将厂房设计为半埋式建筑；
B、在厂房围护面以及房顶天花板内侧均增设轻质高强复合金属板材层，所述高强复合金属板材层固连并贴附在厂房围护面以及房顶天花板的内侧面；
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
G、对跨中易变形围护面钢板喷涂聚脲弹性体，增大围护面钢板抗拉能力；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
I、在围护面外侧钢板的内侧增设隔震层；
防护等级为第二级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
G、对跨中易变形围护面钢板喷涂聚脲弹性体，增大围护面钢板抗拉能力；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
I、在围护面外侧钢板的内侧增设隔震层；
防护等级为第三级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
防护等级为第四级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上。
所述措施A中的半埋式建筑是指混凝土基础的上表面位于地面以下至少五十厘米，钢构支撑柱及围护面的下部两侧均掩埋有土层。
所述措施B中的轻质高强复合金属板材层为铝基复合板。
所述措施C中的铁丝拦截网包括框架和铁丝网，所述框架整体为表面平行于围护面的矩形结构，铁丝网覆盖在框架的表面，框架通过多个支脚固连在多个钢构支撑柱上。
所述措施E中的支撑结构包括混凝土防护层和支撑构件，所述混凝土防护层分别包覆在钢构支撑柱下部的内、外两侧并与混凝土基础固连，所述的支撑构件下端埋设在混凝土防护层内，支撑构件上端固连在钢构支撑柱的侧面上。
所述措施I中的隔震层为聚双马来酰亚胺泡沫板，所述聚双马来酰亚胺泡沫板通过螺栓固连在围护面外侧钢板的内侧面。
本发明的有益效果：本发明依据装配式钢结构厂房的功能定位，将其划分为不同的防护等级，针对不同的防护等级，对应施行不同的抗爆加固措施，可科学、合理的保障厂房内部设备和人员的安全，对装配式钢结构厂房的抗爆防护，具有系统性的指导意义。
附图说明
图1为本发明中半埋式建筑的示意图。
图2为现有钢构房的剖面图。
图3为为铁丝拦截网的示意图。
图4为钢构支撑柱上增设的支撑结构。
图5为钢构支撑柱内侧安装的檩条。
图6为围护面钢板的连接件上加设的钢带。
图7为钢构支撑柱底部加设的橡胶缓冲垫层。
图中，1、混凝土基础，2、钢构支撑柱，3、围护面，4、房顶天花板，5、框架，6、铁丝网，7、混凝土防护层，8、支撑构件，9、檩条，10、钢带，11、橡胶缓冲垫层。
具体实施方式
下面将结合说明书附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
公知的，装配式钢结构厂房如图2所示，其包括：混凝土基础1、竖向设置在混凝土基础之上的多个钢构支撑柱2、固连在相邻钢构支撑柱2之间的围护面3以及覆盖在围护面3上方的房顶天花板4，所述围护面3的外侧面和内侧面均为钢板，所述房顶天花板4的外侧面和内侧面也均为钢板；所述的钢构支撑柱2通过地脚螺栓固连在混凝土基础1上，围护面3通过螺栓固连在钢构支撑柱2上，围护面3的钢板之间通过螺栓或铆钉固连。
本发明提供了一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，包括以下步骤：
步骤S1、依据厂房整体用途，确定厂房整体类型；所述厂房整体类型包括：大量人员聚集的厂房（如用于临时办公的厂房）、紧急时刻需持续保持生产活动的厂房（如进行能源产出的厂房、进行必需物资生产的厂房）、储存易燃易爆物的厂房、机械加工类厂房和仓储类厂房；
步骤S2、依据厂房整体的类型，确定厂房整体的防护等级，所述厂房整体防护等级分为：
第一级，其对应的厂房类型为大量人员聚集的厂房；
第二级，其对应的厂房类型为紧急时刻需持续保持生产活动的厂房或储存易燃易爆物品的厂房；
第三级，其对应的厂房类型包括机械加工类厂房；
第四级，其对应的厂房类型包括仓储类厂房；
步骤S3、按照厂房整体防护等级，采取相对应的抗爆加固措施；其中，防护等级为第一级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
A、将厂房设计为半埋式建筑；
B、在厂房围护面以及房顶天花板内侧均增设轻质高强复合金属板材层，所述高强复合金属板材层固连并贴附在厂房围护面以及房顶天花板的内侧面；
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；其具体的结构如图7所示；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；其具体的结构如图5所示；
G、对跨中易变形围护面钢板喷涂聚脲弹性体，增大围护面钢板抗拉能力；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；其具体的结构如图6所示，钢带增加了连接部位的接触面积，增加围护面的整体抗拉能力；
I、在围护面外侧钢板的内侧增设隔震层；
防护等级为第二级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
G、对跨中易变形围护面钢板喷涂聚脲弹性体，增大围护面钢板抗拉能力；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
I、在围护面外侧钢板的内侧增设隔震层；
防护等级为第三级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
防护等级为第四级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上。
如图1所示，所述措施A中的半埋式建筑是指混凝土基础1的上表面位于地面以下至少五十厘米，钢构支撑柱2及围护面3的下部两侧均掩埋有土层。
所述措施B中的轻质高强复合金属板材层为铝基复合板。其芯板为铝蜂窝板。
如图3所示，所述措施C中的铁丝拦截网包括框架5和铁丝网6，所述框架5整体为表面平行于围护面3的矩形结构，铁丝网6覆盖在框架5的表面，框架5通过多个支脚51固连在多个钢构支撑柱2上。
如图4所示，所述措施E中的支撑结构包括混凝土防护层7和支撑构件8，所述混凝土防护层7分别包覆在钢构支撑柱2下部的内、外两侧并与混凝土基础1固连，所述的支撑构件8下端埋设在混凝土防护层7内，支撑构件8上端固连在钢构支撑柱2的侧面上。具体的一个实施例中，支撑构件8由三块钢板组成，上端可用螺栓连接或焊接在钢构支撑柱2上。
所述措施I中的隔震层为聚双马来酰亚胺泡沫板，所述聚双马来酰亚胺泡沫板通过螺栓固连在围护面外侧钢板的内侧面。
具体的，无论是作为临时仓库用来储存粮食、被服、装备，或是作为临时人员安置所，装配式钢结构厂房能够克服绝大多数环境使用限制。装配式钢结构厂房在我国多用于单层、多层厂房、临时住宅、办公室或灾区的多层民用住宅等，但装配式钢结构厂房对爆炸时产生的强冲击荷载作用比较敏感，抗爆性能较差。装配式钢结构厂房在受强冲击荷载时，厂房整体会因地面震动发生整体性震动，厂房围护面会因爆炸冲击波发生不同程度的破坏，不同型号螺栓其头部直径的不同也会影响墙面板的破坏程度，使其发生脱落或破碎；钢构支撑柱与基础连接处在厂房遭受连续打击时，个别螺栓处混凝土出现细微裂缝，门窗处有不同程度的损伤。本发明根据厂房的功能定位划分相应的防护等级，根据该防护等级所采取的防护措施可以有效实现对对应厂房的抗爆防护。具体如下表一所示。
表一：
其中，作为装配式钢结构厂房中最主要的承重构件，钢构支撑柱在地面震动时与基础连接部位易发生破坏，其所产生的破坏，会造成厂房整体性破坏、倒塌，进而危害厂房内部的人员、器械、物资等。因此，对钢构支撑柱的抗爆加固是所有防护等级的必选项。
作为装配式钢结构厂房中较为重要的遮蔽构件，其厂房围护面的钢板通常较薄，在日常使用中起到抵挡风荷载的作用，在受爆炸产生的强冲击荷载时，会发生强烈的震动，从而导致钢板发生撕裂、脱落，使其失去遮蔽能力。因其较薄的特点，在易运输、易安装的同时，其抵抗外物破坏的能力较差，易被碎石块、弹片等飞溅物穿透，造成厂房建筑内部人员、物资、设备等受到威胁。因此，对厂房围护面的加固设计同样非常重要，是防护等级较高的厂房的必选项。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (6)
1.一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，所述的装配式钢结构厂房包括：混凝土基础、竖向设置在混凝土基础之上的多个钢构支撑柱、固连在相邻钢构支撑柱之间的围护面以及覆盖在围护面上方的房顶天花板，所述围护面的外侧面和内侧面均为钢板，所述房顶天花板的外侧面和内侧面也均为钢板；所述的钢构支撑柱通过地脚螺栓固连在混凝土基础上，围护面通过螺栓和角铁固连在钢构支撑柱上，围护面的钢板之间通过连接件固连，所述连接件包括螺钉、螺栓和铆钉；所述的装配式钢结构厂房抗爆加固方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤S1、依据厂房整体用途，确定厂房整体类型；所述厂房整体类型包括：大量人员聚集的厂房、紧急时刻需持续保持生产活动的厂房、储存易燃易爆物的厂房、机械加工类厂房和仓储类厂房；
步骤S2、依据厂房整体的类型，确定厂房整体的防护等级，所述厂房整体防护等级分为：
第一级，其对应的厂房类型为大量人员聚集的厂房；
第二级，其对应的厂房类型为紧急时刻需持续保持生产活动的厂房或储存易燃易爆物品的厂房；
第三级，其对应的厂房类型包括机械加工类厂房；
第四级，其对应的厂房类型包括仓储类厂房；
步骤S3、按照厂房整体防护等级，采取相对应的抗爆加固措施；其中，防护等级为第一级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
A、将厂房设计为半埋式建筑；
B、在厂房围护面以及房顶天花板内侧均增设轻质高强复合金属板材层，所述高强复合金属板材层固连并贴附在厂房围护面以及房顶天花板的内侧面；
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
G、对跨中易变形围护面钢板喷涂聚脲弹性体，增大围护面钢板抗拉能力；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
I、在围护面外侧钢板的内侧增设隔震层；
防护等级为第二级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
G、对跨中易变形围护面钢板喷涂聚脲弹性体，增大围护面钢板抗拉能力；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
I、在围护面外侧钢板的内侧增设隔震层；
防护等级为第三级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
C、在厂房围护面内侧以及房顶天花板内侧分别增设铁丝拦截网；
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上；
H、在围护面钢板的连接件上加设垫片并使用钢带连接相邻的连接件；
防护等级为第四级的厂房所采取的抗爆加固措施包括：
D、在钢构支撑柱底部与混凝土基础上表面之间加设橡胶缓冲垫层；
E、在钢构支撑柱下部加设支撑结构，增大钢构支撑柱的稳定性；
F、在相邻的钢构支撑柱之间安装檩条，所述檩条的两端分别连接在相邻的钢构支撑柱上。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，其特征是：所述措施A中的半埋式建筑是指混凝土基础的上表面位于地面以下至少五十厘米，钢构支撑柱及围护面的下部两侧均掩埋有土层。
3.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，其特征是：所述措施B中的轻质高强复合金属板材层为铝基复合板。
4.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，其特征是：所述措施C中的铁丝拦截网包括框架和铁丝网，所述框架整体为表面平行于围护面的矩形结构，铁丝网覆盖在框架的表面，框架通过多个支脚固连在多个钢构支撑柱上。
5.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，其特征是：所述措施E中的支撑结构包括混凝土防护层和支撑构件，所述混凝土防护层分别包覆在钢构支撑柱下部的内、外两侧并与混凝土基础固连，所述的支撑构件下端埋设在混凝土防护层内，支撑构件上端固连在钢构支撑柱的侧面上，支撑构件由三块钢板组成，上端可用螺栓连接或焊接在钢构支撑柱上。
6.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构厂房抗爆加固方法，其特征是：所述措施I中的隔震层为聚双马来酰亚胺泡沫板，所述聚双马来酰亚胺泡沫板通过螺栓固连在围护面外侧钢板的内侧面。
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