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本次總結(jié)主要包括六方面，分別是：中國抗爆結(jié)構(gòu)政策要求、抗爆目標(biāo)、需要進(jìn)行抗爆設(shè)計的建筑物、如何進(jìn)行抗爆設(shè)計、設(shè)計程序、中國抗爆結(jié)構(gòu)改造標(biāo)準(zhǔn)。

一、中國抗爆結(jié)構(gòu)政策要求

①《抗爆間室結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50907-2013）適用于鋼筋混凝土抗爆間結(jié)構(gòu)，給出了2條必須要做到的規(guī)定；

②新建抗爆建筑物平面布置應(yīng)符合《石油化工企業(yè)防火規(guī)范》（GB50160-2018）的要求；

③《石油化工建筑物抗爆設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿適用于石油化工新建、改擴(kuò)建工程有抗爆要求建筑物的建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)的抗爆設(shè)計；

④剪力墻兩端和抗爆門窗洞邊應(yīng)設(shè)暗柱加強(qiáng)，且應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2016）對邊緣構(gòu)件的要求；

⑤抗爆控制室的防排煙系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016-2019）和《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51251-2017）的相關(guān)規(guī)定；

⑥既有建筑物抗爆加固設(shè)計的構(gòu)件設(shè)計計算、材料、構(gòu)造要求，還應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010-2015）、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB 50367-2013）、《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50003-2011）、《砌體結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB 50702-2014）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）的規(guī)定。

二、抗爆目標(biāo)

人員安全、控制機(jī)關(guān)、財務(wù)考慮。

三、需要進(jìn)抗爆設(shè)計的建筑物

通過標(biāo)準(zhǔn)做法或遵循CCPS建筑指南或API RP-752（附件）中所述的特定場所方法；對于距離爆炸源不夠遠(yuǎn)的建筑物，可能遭受破壞性的過壓，滿足下列任一個條件都要增強(qiáng)抗爆性：

①符合入住標(biāo)準(zhǔn)但短時間內(nèi)不能疏散全部住戶的住房；

②提供關(guān)鍵服務(wù)的建筑--操作單元的控制臺或操作臺、控制多個操作單元或者控制特別高風(fēng)險單元的建筑物。

四、如何進(jìn)行抗爆設(shè)計

（1）爆炸評估和設(shè)計過程的基本步驟

首先是定義住戶對建筑物的要求和需求；然后確定用于量化設(shè)計爆炸超壓的爆炸場景、確定建筑物在爆炸場景中的表現(xiàn)、確定建筑物各個組成部分的爆炸荷載；這些步驟完成后選擇建筑物的結(jié)構(gòu)、材料以及相關(guān)結(jié)構(gòu)特性和響應(yīng)極限，接著選擇和執(zhí)行適合于特定情況的結(jié)構(gòu)計算級別；最后在基礎(chǔ)設(shè)計和輔助設(shè)計的基礎(chǔ)上，完善細(xì)節(jié)和文件。

（2）不同構(gòu)造類型的抗壓抗爆效果

①石油化學(xué)建筑物

石油化學(xué)建筑物的通用系統(tǒng)：

普通建筑物的大窗戶、未加筋的砌體墻和薄弱的結(jié)構(gòu)連接；側(cè)向過壓約1.0 psi (6,8 kPa)；帶金屬覆層的預(yù)制鋼框架、帶磚石或預(yù)制混凝土墻的鋼框架；承受靜荷載、動荷載、風(fēng)、地震荷載；對于增強(qiáng)的預(yù)制金屬建筑由鋼框架組成，有冷彎鋼板并支撐在冷彎鋼梁和條上；可抵抗所有垂直和橫向荷載； 側(cè)向過壓范圍為1到3 psi（6.9到21 kPa）

增強(qiáng)抗爆性的設(shè)計改進(jìn)方法：

a) 指定更緊密的鋼框架間距；b) 對圍梁和檁條使用對稱截面（背靠背C形），并減少其間距；c) 增加錨栓尺寸和加強(qiáng)基礎(chǔ)和屋頂?shù)膲Π暹B接；d) 增加覆層緊固件的數(shù)量，并使用超大墊圈以減少壁板材料的撕裂；e) 立柱固定底座。

②砌墻施工

與常規(guī)商業(yè)建筑相似，通常為抵抗常規(guī)荷載而建造的建筑；結(jié)構(gòu)鋼或混凝土框架用于支撐垂直荷載，在某些情況下還可以抵抗側(cè)向力；鋼筋砌體用于外墻，并設(shè)計為垂直或水平跨度；與定向爆炸力平行延伸的鋼筋砌體墻也可用作剪力墻；加固的砌體墻連接到建筑框架，將所有組件綁在一起并抵抗反彈力，可承受3 psi（21 kPa）側(cè)向超壓的爆炸載荷防爆云平臺整理發(fā)布。

③金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)

金屬覆層建筑采用傳統(tǒng)的“粘住式”設(shè)計，框架、圍梁和檁條采用熱軋結(jié)構(gòu)形狀；外墻使用金屬壁板或絕緣夾芯板，金屬或者其他連接器；鋼框架可以抵抗所有垂直和橫向載荷；增強(qiáng)了連接以開發(fā)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的全部塑性強(qiáng)度（極限彎矩和/或剪切能力）；承受3 psi（21 kPa）側(cè)向超壓的爆炸載荷。

④預(yù)制混凝土墻施工

鋼或混凝土框架的預(yù)制混凝土墻，框架抵抗所有垂直載荷；預(yù)制剪力墻抵抗橫向載荷；屋頂通常是金屬甲板上的混凝土板，金屬甲板通過雙頭螺栓或水坑焊縫固定在鋼框架上；可承受7至10 psi（48至69 kPa）側(cè)向超壓的爆炸載荷。

⑤現(xiàn)澆混凝土墻結(jié)構(gòu)

剪力墻抵抗水平載荷，鋼和混凝土框架支撐垂直載荷；選擇混凝土墻的厚度以及鋼筋的尺寸和位置抵抗爆炸載荷；大于7 psi（48 kPa）的側(cè)面爆炸超壓通常不需要這種構(gòu)造。

五、設(shè)計程序

設(shè)計時需要掌握一些通用的概念，比如能量吸收，安全系數(shù)，極限狀態(tài)，負(fù)載組合，電阻功能，結(jié)構(gòu)性能注意事項，其中最重要的是冗余，沒有冗余就不能滿足所有要求的強(qiáng)度和性能標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計。

具體到各部分的設(shè)計過程則需要確定負(fù)載，確定各部分的屬性，借用模型表示；試用結(jié)構(gòu)選擇，動態(tài)分析，變形標(biāo)準(zhǔn)檢查，連接設(shè)計。詳細(xì)的不同結(jié)構(gòu)的設(shè)計程序包括鋼筋混凝土設(shè)計、鋼設(shè)計、加固砌體設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計和針對項目的設(shè)計。

六、中國抗爆結(jié)構(gòu)改造標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《抗爆間室結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50907-2013），對新建、改建、擴(kuò)建和技術(shù)改造項目中的鋼筋混凝土抗爆間結(jié)構(gòu)必須執(zhí)行以下規(guī)定：抗爆間室（泄爆面除外）在設(shè)計藥量爆炸荷載作用下，不應(yīng)產(chǎn)生爆炸飛散、爆炸震塌破壞和爆破片的穿透破壞。對于材料，抗爆間室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的抗拉性強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.25；鋼筋的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3，且鋼筋在最大拉力的總伸長率實(shí)測值不應(yīng)小于9%；鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有不小于95%的保證率。并規(guī)定了爆炸對結(jié)構(gòu)的整體作用計算和局部破壞驗(yàn)算，截面設(shè)計計算，抗爆門等效靜荷載簡化計算等。

《石油化工建筑物抗爆設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿指出抗爆建筑物的抗爆要求、爆炸沖擊波超壓應(yīng)通過爆炸安全性評估確定。規(guī)定了爆炸荷載，建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計，既有爆炸物抗爆加固。

資料來源：Design of Blast Resistance Buildings in Petrochemical Facilities

翻 譯：謝玉菲

編 輯：梁梵潔

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