CN216586983U - 抗气体爆炸冲击建筑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抗气体爆炸冲击建筑结构，包括：建筑基础；建筑侧立面，固定在建筑基础上合围形成建筑室内区域；其中建筑侧立面由交替设置的多根加强钢柱和多块建筑墙板组成，建筑墙板包括：两块钢结构波纹板，以及堆叠设置在两块钢结构波纹板之间的强化层和防爆层；建筑顶板，由两块钢结构波纹板以及设置在两块钢结构波纹板之间的防爆层制成，建筑顶板固定在建筑侧立面上。该抗气体爆炸冲击建筑结构，通过固定设置在建筑基础上的加强钢柱、建筑墙板以及设置在加强钢柱、建筑墙板形成的建筑侧立面顶端的建筑顶板，提高了抗气体爆炸冲击建筑结构的结构强度和抗倾覆能力，解决了现有技术中建筑结构强度低、易倾覆、抗爆能力弱的问题。

Description

抗气体爆炸冲击建筑结构

技术领域

本实用新型涉及防爆技术领域，具体地涉及一种抗气体爆炸冲击建筑结构。

背景技术

爆炸事故是石化领域的常见灾害之一，对于爆炸伤害的预测与防护是当今石化安全领域研究的重要内容。

石化装置的高温、高压、高阻塞和大型化，导致VCE(Vapour cloud explosins,蒸汽云爆炸)气体爆炸能量巨大，往往导致石化装置周边控制室、外操室、机柜间等重要建筑物和邻近的罐区遭受严重破坏，极易导致附近人员集中场所出现大量人员伤亡。目前的炼化企业，人员占用的建筑物普遍存在非抗爆的重大风险，通常仅对装置中的中央控制室和部分联合装置控制室采用抗爆设计，而办公楼、外操室等建筑基本未整体采取抗爆设计，仅在办公楼或外操室等建筑面向石化装置的一侧设置防爆墙，办公楼、外操室等建筑多为砖混结构，结构强度低、抗爆能力弱、易倾覆，一旦发生爆炸事故极易受爆炸波及发生坍塌，给人们的生命和财产带来极大的损失，因此，亟需一种抗爆建筑结构以解决上述建筑抗爆能力弱的问题。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的是针对现有的一些建筑结构存在结构强度低、易倾覆、抗爆能力弱的问题，提供一种抗气体爆炸冲击建筑结构以解决上述问题。

为了实现上述目的，在本实用新型提供一种抗气体爆炸冲击建筑结构，包括：建筑基础；建筑侧立面，固定在建筑基础上合围形成建筑室内区域；其中所述建筑侧立面由交替设置的多根加强钢柱和多块建筑墙板组成，所述建筑墙板包括：两块钢结构波纹板，以及堆叠设置在两块钢结构波纹板之间的强化层和防爆层；建筑顶板，由两块钢结构波纹板以及设置在两块钢结构波纹板之间的防爆层制成，所述建筑顶板固定在建筑侧立面上。

具体地，还包括：多个埋设在所述建筑基础内的连接墩，每一连接墩具有安装面，每一连接墩的安装面上固定有一根加强钢柱。

具体地，所述连接墩由多根型钢焊接制成。

具体地，还包括：多根强化筋，每一连接墩上与其安装面相背的一面上固定有多根强化筋。

具体地，还包括：缠绕在每一所述强化筋上的多根纤维。

具体地，每一建筑墙板还包括：粘接层，所述粘接层设置在所述强化层与所述防爆层之间。

具体地，所述建筑顶板还包括：设置在两块所述钢结构波纹板之间的增强层。

具体地，所述防爆层由第一组份和第二组份制成，所述第一组份与所述第二组份的体积比为0.75-1.15：1；

其中，所述第一组份中各成分的质量百分比为：甲苯二异氰酸酯 22％-38％、单季戊四醇53％-72％、聚醚酯9％-18％；

所述第二组份中各成分的质量百分比为：二乙氨基乙醇11％-26％、柔性胺28％-87％、阻燃剂7％-15％、抗氧化剂8％-18％。

具体地，还包括：涂覆在每一加强钢柱表面的耐火层。

本实用新型提供的抗气体爆炸冲击建筑结构，在建筑基础上固定多根交替设置的加强钢柱并在相邻的两根加强钢柱之间固定建筑墙板，多根加强钢柱和多块建筑墙板形成建筑侧立面，在建筑侧立面的顶端固定建筑顶板，为了提高建筑的结构强度以及抗爆能力，建筑墙板采用堆叠设置在两块钢结构波纹板之间的强化层和防爆层制成，建筑顶板采用设置在两块钢结构波纹板之间的防爆层制成，固定在建筑基础上的加强钢柱强化了抗气体爆炸冲击建筑结构的骨架结构，层叠制造的建筑墙板和建筑顶板提高了建筑的结构强度。

本实用新型提供的抗气体爆炸冲击建筑结构，通过固定设置在建筑基础上的加强钢柱、建筑墙板以及设置在加强钢柱、建筑墙板形成的建筑侧立面顶端的建筑顶板，提高了抗气体爆炸冲击建筑结构的结构强度，解决了现有技术中建筑结构强度低、易倾覆、抗爆能力弱的问题。

本实用新型实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施方式，但并不构成对本实用新型实施方式的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构中建筑墙板的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构中建筑顶板的结构示意图；

图4是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构中加强钢柱在建筑基础上的俯视图；

图5是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构中加强钢柱和连接墩的结构示意图；

图6是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构中钢结构波纹板的截面示意图；

图7是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构中强化筋的结构示意图；

图8是图1中抗气体爆炸冲击建筑结构中建筑基础的剖视图。

附图标记说明

1 建筑基础 2 加强钢柱

3 建筑墙板 4 建筑顶板

5 连接墩 6 强化筋

7 网状纤维层 31 钢结构波纹板

32 强化层 33 防爆层

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

图1是本实用新型一种实施方式提供的抗气体爆炸冲击建筑结构的结构示意图；图2是抗气体爆炸冲击建筑结构中建筑墙板的结构示意图；图3是抗气体爆炸冲击建筑结构中建筑顶板的结构示意图。如图1-图3所示，在本实用新型提供一种抗气体爆炸冲击建筑结构，包括：建筑基础1；建筑侧立面，固定在建筑基础1上合围形成建筑室内区域；其中所述建筑侧立面由交替设置的多根加强钢柱2和多块建筑墙板3组成，所述建筑墙板3包括：两块钢结构波纹板31，以及堆叠设置在两块钢结构波纹板31之间的强化层32 和防爆层33；建筑顶板4，由两块钢结构波纹板31以及设置在两块钢结构波纹板31之间的防爆层33制成，所述建筑顶板4固定在建筑侧立面上。

本实用新型提供的抗气体爆炸冲击建筑结构，施工建造浇筑基础1，在建筑的施工位置开挖预定深度的建筑基坑，之后向建筑基坑内浇筑混凝土形成建筑基础1，为了使建筑基础1具有良好的抗倾覆性，向建筑基坑内浇筑的混凝土为纤维增强混凝土，纤维增强混凝土中各成分的质量百分比为：硅酸盐水泥25％-32％，石英砂30％-35％，玻璃纤维3.6％-12.5％，玄武岩纤维 0.1-0.3％，碳纤维0.05％-0.15％，硅微粉8.5％-15.0％，水6％～20％，为了增强建筑基础1的抗裂能力，如图8所示，在纤维增强混凝土中填充网状纤维层7，网状纤维层7由多根防爆纤维编织而成，在施工建筑基础1的过程中，每向建筑基坑内浇筑一层给定厚度的纤维增强混凝土后立即铺设一层网状纤维层7，如此反复，在形成的建筑基础1内存在有多层网状纤维层7，通过设置的网状纤维层7强化了建筑基础1的抗裂能力，建筑基坑的深度通常设置在1m-5m之间，建筑基坑的长宽比设置在0.5～2:1，以确保建筑基础1 产生的抗倾覆力矩M_h＞c×Me，其中，c为常数1.5-3，Me为爆炸产生的倾覆力矩，在建筑基础1固定建筑侧立面以合围形成建筑室内区域，建筑侧立面包括多根加强钢柱2和多块建筑墙板3，多根加强钢柱2间隔固定在建筑基础1上，在每相邻的两个加强钢柱2之间固定一块建筑墙板3，并在建筑侧立面的顶端固定建筑顶板4，其中，多根加强钢柱2作为抗气体爆炸冲击建筑结构的骨架，强化了抗气体爆炸冲击建筑结构的强度。

为了进一步强化建筑的抗爆能力，在两块钢结构波纹板31之间设置强化层32和防爆层33以制成建筑墙板3，钢结构波纹板31可选用Q235、Q255、 Q275、Q295、Q345、Q390中任一材质制成，钢结构波纹板31厚度介于1.5mm-8mm，如图6所示，钢结构波纹板31的截面形状为连续的等腰梯形，等腰梯形的腰线与波谷的夹角α介于30°～60°之间，等腰梯形的腰线与波峰的夹角β介于120°～150°之间，任意一个等腰梯形的波峰长度L1，波谷长度 L3，腰线长度L2，其中，L1＝L3，L1：L2＝1～3:1，强化层32由混凝土浇筑形成，强化层32的厚度介于10mm-50mm之间，防爆层33由聚脲抗爆材料制成，防爆层33的厚度介于3mm-10mm之间，通过层叠设置的钢结构波纹板31、强化层32和防爆层33增强了建筑墙板3的结构强度及韧性，强化了建筑墙板3的抗爆能力，采用在两块钢结构波纹板31之间设置防爆层33 制成建筑顶板4，增强了建筑顶板4的结构强度和韧性，强化了建筑顶板4 的抗爆能力，通过本实用新型提供的抗气体爆炸冲击建筑结构，解决了现有技术中建筑结构强度低、易倾覆、抗爆能力弱的问题。

为了牢固的固定建筑墙板3与相邻的两根加强钢柱2，将建筑墙板3中的两块钢结构波纹板31与加强钢柱2之间通过焊接方式固定，建筑墙板3 中的强化层32和防爆层33与加强钢柱2之间通过粘结方式固定，建筑顶板 4中的两块钢结构波纹板31与加强钢柱2的顶端通过焊接方式固定，建筑顶板4中的防爆层33与加强钢柱2之间通过粘结方式固定，针对不同材料选择不同的固定方式，能够使建筑墙板3和建筑顶板4与加强钢柱2的连接更加牢固，从而提高抗气体爆炸冲击建筑结构的整体强度和抗爆能力。

在一个实施例中，为了进一步的强化抗气体爆炸冲击建筑结构的结构强度，提升其抗爆能力，抗气体爆炸冲击建筑结构还包括：多个埋设在所述建筑基础1内的连接墩5，每一连接墩5具有安装面，每一连接墩5的安装面上固定有一根加强钢柱2，为了便于连接墩5的制造，所述连接墩5由多根型钢焊接制成，连接墩5还能够通过浇注形成，在建筑基础1内埋设的连接墩5的横截面大于加强钢柱2的横截面，如图4所示，连接墩5的横截面长宽比d:e为0.8～1.5:1，在连接墩5上固定加强钢柱2，使得加强钢柱2的固定更加牢固，为了使连接墩5能够更加牢固的与建筑基础1固定，在每一连接墩5上与其安装面相背的一面上固定多根强化筋6，为了使强化筋6能够牢固的埋设在建筑基础1内以强化连接墩5与建筑基础1的连接，如图7所示，每一强化筋6上缠绕多根纤维，同时为了使强化筋6具有较好的抗变形能力，可选择弹性模量不同的纤维缠绕在强化筋6上，例如，定义缠绕在强化筋6上的一根纤维为第一级纤维，第一级纤维的弹性模量为40GPa-80GPa，第N级纤维与第N-1级纤维的弹性模量比为1.0-8.5，N＝3-8，强化筋6与第一级纤维的直径比为3.0-7.5，第N级纤维与第N-1级纤维的直径比为0.3-0.8， N＝3-8，所述第一级纤维螺旋角度θ为5°-10°，第N级纤维的螺旋角度较第N-1级辅纤维增加2°-8°，N＝3-8，每一连接墩5上固定的强化筋6的数量至少为12-24根，每一强化筋6的直径为φ8mm-φ16mm之间，在建筑基坑施工完成后未浇筑混凝土前可将连接墩5提前预设在建筑基坑内，或者是在向建筑基坑内浇筑混凝土后，混凝土未凝固之前将连接墩5埋入建筑基础 1内，为了进一步增强连接墩5与建筑基础1的连接强度，如图5所示，每一根埋入建筑基础1内的强化筋6远离所述连接墩5的一端弯折，从而增强连接墩5与建筑基础1的连接强度。

在制作建筑墙板3的过程中，为了增强强化层32与防爆层33的结合力，每一建筑墙板3还包括：粘接层，所述粘接层设置在所述强化层32与所述防爆层33之间，将粘接层附着在强化层32与防爆层33结合的面上之后再在附着有粘接层的强化层32上喷涂聚脲抗爆材料以形成防爆层33，通过粘接层增强强化层32与防爆层33的结合力，粘接层由纤维增强复合材料制成的网状结构

具体地，所述建筑顶板4还包括：设置在两块所述钢结构波纹板31之间的增强层。在制作建筑顶板4的过程中，为了增强建筑顶板4中两块钢结构波纹板31之间的防爆层33的强度和韧性，在防爆层33内设置增强层，增强层可由纤维增强复合材料编织成网状结构，在增强层上喷涂聚脲抗爆材料以形成防爆层33，增强层可为多层，防爆层33可根据增强层的数量相应设置为多层，如，在增强层的两面上喷涂聚脲抗爆材料预定厚度后形成防爆层33，在喷涂形成的防爆层33上再铺设增强层，之后在后续铺设的增强层上再次喷涂聚脲抗爆材料以形成防爆层33，如此反复直到达到设计要求，其中，增强层占防爆层33体积的5％-30％，通过在建筑顶板4的防爆层33内设置增强层，强化了防爆层33的结合力，增强了建筑顶板4的强度和韧性，能够有效提高建筑顶板4的抗爆能力。

在一个实施例中，所述防爆层33由第一组份和第二组份制成，所述第一组份与所述第二组份的体积比为0.75-1.15：1；其中，所述第一组份中各成分的质量百分比为：甲苯二异氰酸酯22％-38％、单季戊四醇53％-72％、聚醚酯9％-18％；所述第二组份中各成分的质量百分比为：二乙氨基乙醇 11％-26％、柔性胺28％-87％、阻燃剂7％-15％、抗氧化剂8％-18％。由第一组份和第二组份制成的防爆层33厚度介于3mm-10mm，拉伸强度为 20-50Mpa，断裂伸长率为150％-350％，撕裂强度为80N/mm-150N/mm，相对与现有技术中的建筑结构，在本申请提供的建筑中设置防爆层33能够有效的提高建筑的抗爆能力。

在爆炸过程中，通常会伴随燃烧，为了避免损害进一步扩大，具体地，还包括：涂覆在每一加强钢柱2表面的耐火层。在每一根加强钢柱2的表面上涂覆耐火材料以形成耐火层，耐火层厚度介于8mm-45mm之间，通过在加强钢柱2表面涂覆耐火材料阻止爆炸中燃烧带来的二次伤害进一步扩大。

本申请还提供一种抗气体爆炸冲击建筑结构的施工方法，包括：

S1)挖掘形成预定深度的建筑基坑；

S2)向所述建筑基坑内浇筑混凝土，形成建筑基础1；

S3)在所述建筑基础1上形成建筑侧立面，所述建筑侧立面固定在建筑基础1上合围形成建筑室内区域；其中所述建筑侧立面由交替设置的多根加强钢柱2和多块建筑墙板3组成，所述建筑墙板3包括：两块钢结构波纹板 31，以及堆叠设置在两块钢结构波纹板31之间的强化层32和防爆层33；

S4)在建筑侧立面上形成建筑顶板4，所述建筑顶板4由两块钢结构波纹板31以及设置在两块钢结构波纹板31之间的防爆层33制成。

本申请提供抗气体爆炸冲击建筑结构的施工方法，在建筑的施工位置开挖出建筑基坑，开挖形成的建筑基坑的预定深度介于1m-5m之间，建筑基坑的长宽比设置在0.5～2:1，开挖形成建筑基坑后，向建筑基坑内浇筑混凝土形成建筑基础1，浇筑的混凝土为纤维增强混凝土，在未向建筑基坑内浇筑混凝土前或者是在建筑基坑内的混凝土未凝固前，将多个连接墩5预埋在建筑基坑内或预埋到未凝固的混凝土中，每一连接墩5具有安装面，每一连接墩5的安装面上固定有一根加强钢柱2，在建筑基坑内的混凝土凝固后，连接墩5与建筑基础1成为一体，为了强化连接墩5与建筑基础1的连接强度，在将连接墩5埋入建筑基础1内之前，在连接墩5上与其安装面相背的一面上固定多根强化筋6，通过多根强化筋6加强了连接墩5与建筑基础1 的连接强度，加强钢柱2固定在连接墩5的安装面上，每相邻的两根加强钢柱2之间固定一块建筑墙板3，多个加强钢柱2和多块建筑墙板3形成建筑侧立面，建筑侧立面合围成建筑室内区域，之后在建筑侧立面的顶端施做建筑顶板4，通过本申请提供的抗气体爆炸冲击建筑结构的施工方法施做抗气体爆炸冲击建筑结构，能够解决现有建筑结构强度低、抗爆能力弱的问题。

本实用新型提供的抗气体爆炸冲击建筑结构，在建筑基础上固定多根交替设置的加强钢柱并在相邻的两根加强钢柱之间固定建筑墙板，多根加强钢柱和多块建筑墙板形成建筑侧立面，在建筑侧立面的顶端固定建筑顶板，为了提高建筑的结构强度以及抗爆能力，建筑墙板采用堆叠设置在两块钢结构波纹板之间的强化层和防爆层制成，建筑顶板采用设置在两块钢结构波纹板之间的防爆层制成，固定在建筑基础上的加强钢柱强化了抗气体爆炸冲击建筑结构的骨架结构，层叠制造的建筑墙板和建筑顶板提高了建筑的结构强度。

本实用新型提供的抗气体爆炸冲击建筑结构，通过固定设置在建筑基础上的加强钢柱、建筑墙板以及设置在加强钢柱、建筑墙板形成的建筑侧立面顶端的建筑顶板，提高了抗气体爆炸冲击建筑结构的结构强度，解决了现有技术中建筑结构强度低、易倾覆、抗爆能力弱的问题。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本实用新型各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM， Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施方式的思想，其同样应当视为本实用新型实施方式所公开的内容。

Claims (8)

1.一种抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，包括：

建筑基础(1)；

建筑侧立面，固定在建筑基础(1)上合围形成建筑室内区域；其中所述建筑侧立面由交替设置的多根加强钢柱(2)和多块建筑墙板(3)组成；每一建筑墙板(3)包括：两块钢结构波纹板(31)，以及堆叠设置在两块钢结构波纹板(31)之间的强化层(32)和防爆层(33)；

建筑顶板(4)，由两块钢结构波纹板(31)以及设置在两块钢结构波纹板(31)之间的防爆层(33)制成，所述建筑顶板(4)固定在建筑侧立面上。

2.根据权利要求1所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，还包括：多个埋设在所述建筑基础(1)内的连接墩(5)，每一连接墩(5)具有安装面，每一连接墩(5)的安装面上固定有一根加强钢柱(2)。

3.根据权利要求2所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，所述连接墩(5)由多根型钢焊接制成。

4.根据权利要求2所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，还包括：多根强化筋(6)，每一连接墩(5)上与其安装面相背的一面上固定有多根强化筋(6)。

5.根据权利要求4所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，还包括：缠绕在每一所述强化筋(6)上的多根纤维。

6.根据权利要求1所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，每一建筑墙板(3)还包括：粘接层，所述粘接层设置在所述强化层(32)与所述防爆层(33)之间。

7.根据权利要求1所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，所述建筑顶板(4)还包括：设置在两块所述钢结构波纹板(31)之间的增强层。

8.根据权利要求1所述的抗气体爆炸冲击建筑结构，其特征在于，还包括：涂覆在每一加强钢柱(2)表面的耐火层。

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