福建省某化工项目控制室结构抗爆设计

由于石化装置内存在着爆炸的危险,因而作为全厂或装置的指挥中心的控制室必须进行抗爆设计。论文依据我国现行规范并结合工程实例,介绍了福建某石油化工控制室结构抗爆设计的理念,爆炸荷载的计算及设计步骤和要点等,供结构工程设计人员参考。     

石油化工装置机柜间抗爆设计初探

以石油化工装置机柜间抗爆设计为研究内容,通过分析机柜间的平面布置及结构布置方式,探讨了爆炸荷载作用下的结构抗爆设计措施,并探讨了基础设计形式,以达到抗爆设计的最终目的。     

石油化工抗爆建筑物结构设计应用

石油化工设备在爆炸的过程中会出现冲击压力波,并对周围建筑物产生爆炸荷载。而建筑施工工艺的复杂化、建筑规模的扩大化以及装置设备的大型化,使得建筑结构设计工作人员对石油化工抗爆建筑设计的要求不断提升,因此,选择适合的分析方法对爆炸荷载影响下的建筑结构动态响应进行分析,是石油化工抗爆建筑结构的设计重点与难点。此外,石油化工行业因为其所生产加工产品具备了易爆易燃的特征,所以在实际的生产过程中容易发生爆炸。这就要求加强石油化工抗爆建筑结构设计。笔者针对我国石油化工抗爆建筑结构设计应用进行分析研究。     

某石油化工控制室抗爆结构分析与设计

以某石油化工控制室为例,介绍了抗爆设计的原则,按照等效静力计算方法对该工程的抗爆结构进行了动力分析,并依据抗爆墙承载力、质点震动周期、延性比等计算结果,提出了设计建议。     

爆炸荷载作用下全玻幕墙动力放大因子求解

目前GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》对爆炸荷载的动力放大系数没有明确的说明,要求我们根据动力分析结果确定。为了得到作用在全玻幕墙上的爆炸荷载动力放大系数,本文以天津港爆炸事故为背景,依据荷载规范,运用SAP2000有限元对爆炸荷载作用下全玻幕墙的动力响应进行时程分析,得到动力和静力荷载作用下玻璃肋的最大变形和应力,通过比较不同距离处玻璃肋的最大应力和变形得到爆炸荷载的动力放大系数为1.6,可为全玻幕墙的抗爆设计提供了理论依据。     

抗爆门抗爆性能实验研究

抗爆门结构设计尚无现成设计标准、规范可循,设计结果可能会出现安全性不足或过于保守等情况。对抗爆门试件采用等效荷载法进行设计并对其抗爆性能进行了实验,通过测试作用于试件上的冲击波压力荷载和试件在冲击波压力荷载作用下的动态应变,研究了抗爆门试件在爆炸冲击波压力荷载作用下的抗爆性能和动力响应特性,供抗爆门设计参考。     

柱承式网架结构在连续爆炸荷载作用下的动力响应

利用ABAQUS有限元软件对柱承式网架结构在连续两次爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟。结果表明:第一次爆炸后网架的部分杆件屈服,结构整体产生了一定残余变形,这些结构损伤加剧了第二次爆炸荷载作用下结构的破坏;屋顶的爆炸荷载导致该网架结构产生较大的下挠,故在有类似抗爆需求的大跨屋盖设计中,屋顶的爆炸荷载必须引起足够的重视;网架平板支座的抗剪连接构造是柱承式网架结构抗爆的薄弱环节并提出了几种提高网架支座抗剪承载力的加固措施。     

爆炸荷载作用下框架结构的薄弱部位分析

采用通用有限元软件SAP2000模拟钢筋混凝土框架在不同部位受到爆炸荷载作用的动力响应过程,并对荷载作用相应部位梁柱节点的位移进行对比分析。分析结果表明,荷载作用于角柱所在边跨引起的梁柱节点位移均大于荷载作用于中跨的梁柱节点位移。说明爆炸荷载对框架结构的影响与荷载作用部位密切相关,边跨动力响应大于中跨,而边跨中的角柱更是结构抗爆设计关键构件。     

石化企业控制室抗爆设计例析

本文依据《石油化工控制室抗爆设计规范》,结合实际设计经验,介绍控制室抗爆设计理念及步骤;通过工程设计实例,说明了正面承受爆炸荷载的钢筋混凝土前墙验算详细步骤,并给出抗爆墙的连接构造做法,为类似工程的设计提供参考。     

近场水中爆炸作用下钢筋混凝土桩破坏模式及损伤评估研究

高桩码头是我国重要的港口结构,其在服役期间可能遭受偶然爆炸或者恐怖爆炸荷载作用。钢筋混凝土桩是高桩码头的主要承重构件,需要对其在近场水中爆炸荷载作用下的动力响应和破坏模式进行研究,进而对高桩码头的抗爆性能及安全性进行评估。对某型高桩码头的钢筋混凝土桩在近场水中爆炸荷载作用下的破坏模式及损伤评估进行了研究。通过与试验结果的对比分析,对数值分析方法进行验证;建立了钢筋混凝土桩在爆炸荷载作用下的三维分析模型,研究了半径数对钢筋混凝土桩的动力响应和破坏模式影响;基于分析结果,建立水中爆炸作用下的损伤评估机制,给出该型钢筋混凝土桩在给定工况下抗爆的安全范围,研究成果可以为该类型高桩码头抗爆设计及分析提供参考。     

爆炸的破坏性评估及研究进展

简要介绍爆炸、爆炸破坏性以及各行业对其评估方法,同时对越来越引起人们重视的多发生在居民区、公共场所特别是政府机构和标志性建筑等旁边的国际和国内人为造成的重大爆炸的破坏性和深远影响进行简要的论述,并对结构物的抗爆安全性提出作者们的看法,以供研究和工程技术人员参考。     

重要建筑结构抗恐怖爆炸设计爆炸荷载取值探讨

由于爆炸过程的不稳定和爆炸测试的不确定性，由已有的预测爆炸荷载的经验公式和图表所得到的爆炸荷载存在较大差异，不便于工程应用。在查阅了各国抗爆规范和大量文献，搜集了大量已有的经验公式和图表的基础上，分析和计算了不同比例距离下的反射超压和假想比例持续时间。运用统计学方法求得各比例距离下具有90%保证率的反射超压和假想比例持续时间，拟合得到了爆炸荷载反射超压及假想比例持续时间与比例距离的关系曲线，可用于确定建筑结构抗爆设计的爆炸荷载取值。拟合公式确定的爆炸荷载参数稍大于人防规范和UFC规范中的规定取值，偏于安全，较为合理。     

硬岩中的可重复使用抗爆洞室结构设计技术

在原岩中直接进行化爆模拟试验是研究地震耦合效应的重要方法,但存在爆心附近原岩介质状态改变或地震传播路径变化的问题,从而导致地震信号质量差、工程代价高。为此,提出了在地下洞室中构建可重复使用钢纤维混凝土衬砌结构的抗爆设计思路。采用数值模拟方法,对结构损伤破坏的高风险区域及破坏形式进行了预测;根据数值模拟结果,制定了针对性结构设计方案。在设计建设的密闭设施内重复开展了数百公斤级TNT当量化爆试验,通过爆后壁面破损情况对比、钻孔取样与钻孔摄像观测,证实多次爆炸未对衬砌与原岩界面产生明显影响;相似事件在同一台站的地震信号表现出了较高稳定性和重复性,证明该抗爆结构达到了预期设计目标。该工作可为类似抗爆设施建设提供工程实例与技术参考。     

高层建筑玻璃幕墙冲击波防护问题的研究

玻璃幕墙是一种融建筑艺术和建筑功能为一体的建筑外围护构件,在高层建筑中得到广泛应用。近年来,世界各地袭击高层建筑的恐怖活动频繁发生,促使建筑设计中逐渐考虑到建筑的抗爆炸设计要求。文章针对建筑玻璃幕墙的爆炸冲击波防护问题,在分析冲击波对建筑幕墙破坏原理的基础上,给出了玻璃幕墙抵抗爆炸冲击波设计的途径,建立了冲击波荷载的计算准则。最后,提出了玻璃幕墙的冲击波试验方案,并具体介绍了距离试验的实施方法。     

Development of dimensionless P-I diagram for curved SCS sandwich shell subjected to uniformly distributed blast pressure

The curved steel-concrete-steel (SCS) sandwich shell was recently proposed to resist blast loading and it showed better blast resistant performance as compared to flat SCS sandwich shell via developing compressive force along the shell. In this paper, a dimensionless Pressure-Impulse (P-I) diagram was constructed as a convenient tool to predict the damage level of curved SCS sandwich shell subjected to uniformly distributed blast loading. The curved SCS sandwich shell was equivalent to a single-degree-of-freedom (SDOF) system and the equation of motion was established by employing the Lagrange’s equation. To construct the dimensionless P-I diagram, the energy balance method was utilized to yield the pressure and impulse asymptotes and the responses in the dynamic response regime were obtained via employing the SDOF method. Then, the finite element method was employed to validate the developed dimensionless P-I diagram. Finally, the procedures of using the constructed dimensionless P-I diagram to quickly conduct the blast resistant design of curved SCS sandwich shell were presented.     

纤维增强塑料(FRP)抗爆性能的试验方法及性能研究

面对以爆炸为主的恐怖主义及人为灾害日趋严重的威胁,结构抗爆逐渐成为研究的热点。从成因、对结构的作用机理和所产生的后果等方面,对爆炸荷载和地震荷载进行了对比研究,认为 FRP 加固结构抗震技术适用于结构抗爆加固,并从 FRP 材料、FRP 加固构件和 FRP 加固结构三个层次,简要介绍了目前主要的研究方法和研究成果。最后进了总结,并提出了以后在研究中需要解决的问题。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式

在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土构件和结构的动力响应较之地震荷载和静态荷载作用下要复杂得多。运用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了典型钢筋混凝土柱的三维有限元模型,该模型对钢筋混凝土采用分离式建模,并且考虑了材料的应变率效应和钢筋与混凝土间的粘结滑移。在该有限元模型的基础上,通过对爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱动态响应的数值模拟,研究了钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下可能的破坏模式及其规律。同时,运用参数化分析方法,研究了截面惯性矩、混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率和配箍率等参数对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应的影响,在数值模拟结果的基础上,分析提出了钢筋混凝土柱抗爆设计时应当注意的问题。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土柱的破坏模式不仅和自身的特性有关,还取决于爆炸荷载的类型。提高柱截面惯性矩和混凝土轴心抗压强度,能够显著降低钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的柱中水平位移,从而提高其抗爆性能。增加配箍     

在运换流站阀厅防火封堵系统加强技术研究

为提升在运换流站阀厅防火封堵系统的安全性能,根据现有规范规定以及换流变压器放电试验数据,研究了封堵结构抗爆设防目标的合理取值,并且提出了在运换流站阀厅防火封堵系统的防火与抗爆加强方案。针对典型在运换流站,利用LS-DYNA有限元动力分析软件,分析了加强后的封堵结构在不同爆炸工况下的动力响应过程。研究结果表明,提出的封堵加强方案能有效满足抗爆设防目标的要求,建立的抗爆分析数值模型可以指导换流站阀厅防火封堵结构设计。     

Comparison of tunnel blast design models

Blast design has direct influence on the time consumption and construction cost of drill and blast tunnels. Two tunnel blast design models based on parallel hole cut, NTNU blast design model and Swedish blast design model, are discussed and evaluated in this article.Both models suggest smooth blasting and in both models cut design depends on drill hole length and empty hole diameter. For lifter and stoping holes the Swedish model gives higher burden values, indicating a lower number of holes. Generally, The NTNU model gives longer uncharged length which indicates lower explosives consumption.