一、簡述石油化工建筑抗爆設(shè)計(jì)是目前結(jié)構(gòu)計(jì)算中的難點(diǎn)問題，本文參照中國與美國規(guī)范相關(guān)的條文說明，以及有關(guān)爆炸理論的計(jì)算方法，詳述了爆炸荷載的成因與傳遞形式，給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)流程與注意要點(diǎn)。本文后半節(jié)通過對國內(nèi)部分設(shè)計(jì)單位已有案例的剖析，給出了部分抗爆構(gòu)造做法，對設(shè)計(jì)此類建筑物提供一定參考。石油化工裝置多數(shù)具有易燃、易爆的特點(diǎn)，這類裝置一旦發(fā)生事故，可能會引起火災(zāi)和爆炸事故。盡管從統(tǒng)計(jì)意義上來講，爆炸和大規(guī)?；馂?zāi)發(fā)生的概率較小，但其后果卻十分嚴(yán)重，將會對人員、財(cái)產(chǎn)、環(huán)境、公共安全等產(chǎn)生影響。在石化裝置中，類似控制室等建筑是保障裝置正常運(yùn)行的，它控制著裝置的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也是臨時(shí)避難的人員聚集場所。因此，在實(shí)際中要求當(dāng)廠區(qū)內(nèi)發(fā)生爆炸事故時(shí)，不應(yīng)發(fā)生損壞，避免因裝置失控造成更大規(guī)模的次生災(zāi)害和人員傷亡。近年來，石油化工結(jié)構(gòu)抗爆設(shè)計(jì)在石化行業(yè)中被廣泛應(yīng)用?？贡O(shè)計(jì)具有區(qū)別于傳統(tǒng)靜力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，同時(shí)爆炸響應(yīng)屬于沖擊荷載作用，這使得它同時(shí)又與往復(fù)作用的地震動力分析存在較大差別，考慮到其作用和響應(yīng)的特殊性，抗爆設(shè)計(jì)應(yīng)按彈塑性狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算較為恰當(dāng)。在有關(guān)規(guī)范頒布以前，國內(nèi)抗爆設(shè)計(jì)無規(guī)范可以遵循時(shí)，工程設(shè)計(jì)人員大都依賴國外相關(guān)的參考資料進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，2022年實(shí)施的《石油化工建筑物抗爆設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，很大程度上借鑒了美國土木工程協(xié)會（ASCE）所編寫的《Design of Blast Resistant Buildings in Petrochemical Facilities》，美國規(guī)范里相關(guān)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算理論也被一直沿用至今。按結(jié)構(gòu)重要性的判別，需做抗爆設(shè)計(jì)的應(yīng)當(dāng)至少屬于乙類建筑，所以需要特別注意的是盡量避免內(nèi)部形成單跨框架，這個(gè)在方案階段應(yīng)予以回避。此外，抗爆建筑的造價(jià)隨建筑高度的增加變化較為顯著，高寬比小的低矮體型結(jié)構(gòu)更有利于抵抗爆炸荷載和傾覆作用，因此現(xiàn)行的抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范不建議層數(shù)超過兩層，基本規(guī)定里描述以一層為宜，這也是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)。對于在行政辦公區(qū)，遠(yuǎn)離爆炸危險(xiǎn)源時(shí)是否還需要抗爆設(shè)計(jì)仍存在不小爭議，目前新規(guī)范的頒布實(shí)施并不是告訴設(shè)計(jì)人什么情況需要進(jìn)行抗爆設(shè)計(jì)，而更多的是告訴設(shè)計(jì)人如何進(jìn)行抗爆設(shè)計(jì)，因此判斷一個(gè)建筑是否進(jìn)行抗爆設(shè)計(jì)沒有明顯標(biāo)準(zhǔn)。目前比較主流的認(rèn)知是以安全評估所得的沖擊波超壓大小來衡量是否進(jìn)行抗爆計(jì)算，若沖擊波超壓較低時(shí)則不必進(jìn)行整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗爆設(shè)計(jì)，僅需進(jìn)行門窗上的補(bǔ)強(qiáng)即可。二、石油化工行業(yè)中的爆炸荷載石油化工行業(yè)建筑物抗爆設(shè)計(jì)采用的是蒸汽云爆炸模型，蒸汽云爆炸是指在一個(gè)開敞空間內(nèi)，爆炸產(chǎn)生的沖擊波對周圍一定距離范圍內(nèi)的建筑物造成直接傷害，蒸汽云爆炸的爆炸中心并不一定在可燃物泄露處或點(diǎn)火處，這個(gè)若有特殊計(jì)算需要時(shí)應(yīng)當(dāng)加以注意。前述的蒸汽云爆炸會產(chǎn)生超壓沖擊波作用在裸露的建筑物表面上，之所以稱之為超壓是指空氣中壓力標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。超壓沖擊波沖擊時(shí)，壓力隨時(shí)間迅速衰減，當(dāng)其衰減至大氣壓以下時(shí)又會形成負(fù)壓，后再回彈至大氣壓，對應(yīng)的壓力變化曲線見圖1.1所示。在模型簡化時(shí)，會將此時(shí)程曲線簡化為折線形式，而依據(jù)沖量和峰值壓力相等的原則，折線又可簡化為等斜率的三角形直線，如圖1.2所示。

防爆墻分類
鋼筋混凝土防爆墻、鋼板防爆墻、型鋼防爆墻和磚砌防爆墻。

鋼筋混凝土防爆墻的 鋼筋交錯(cuò)處牢固綁扎、墻厚通常為30～40cm；加厚墻基埋入地下深度應(yīng)大于1m。防爆墻應(yīng)能承受3MPa的沖擊壓力。在有爆炸危險(xiǎn)的 裝置與無爆炸危險(xiǎn)的裝置之間，以及在有較大危險(xiǎn)的 設(shè)備周圍應(yīng)設(shè)置喬士防爆墻或其他阻擋設(shè)施。

其他名稱: 防爆墻 防洪墻 防暴墻 喬士防爆墻。

英文擴(kuò)展詞： HESCO Bastion, QIAOSHI Barrier, Military Bastion。

防爆墻設(shè)計(jì)
1、防爆墻體應(yīng)采用非燃燒材料,且不宜作為承重墻,其耐火極限不應(yīng)低于4h。

2、防爆墻可采用配筋磚墻。當(dāng)相鄰房間生產(chǎn)人員較多或設(shè)備較貴重時(shí),宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻。

3、配筋磚墻厚度應(yīng)由結(jié)構(gòu)計(jì)算確定,但不應(yīng)小于240mm,磚強(qiáng)度不應(yīng)低于MU7.5,砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于M 5。

構(gòu)造配筋：沿墻身高度方向每隔500mm配置3Φ6—10通長水平鋼筋，其兩端應(yīng)與鋼筋混凝土框架或排架柱予埋插筋綁扎或焊接。當(dāng)磚墻長度、高度大于 6m時(shí)，應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土中間柱及橫梁，并按構(gòu)造配筋?；炷翉?qiáng)度等級不應(yīng)低于C15，其端部應(yīng)與屋面梁及框、排架柱連接; 鋼筋混凝土防爆墻厚度不應(yīng)小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C20，鋼筋截面面積由結(jié)構(gòu)計(jì)算確定; 防爆墻上不宜開孔留洞。當(dāng)工藝管道、電纜等穿過時(shí)，孔洞不應(yīng)大于Φ200mm，孔洞周邊應(yīng)配置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，孔洞應(yīng)填封密實(shí)。

住宿與生產(chǎn)、儲存、經(jīng)營合用場所（俗稱“三合一”建筑）在我國造成過多起重特大火災(zāi)，教訓(xùn)深刻。甲、乙類生產(chǎn)過程中發(fā)生的爆炸，沖擊波有很大的摧毀力，用普通的磚墻很難抗御，即使原來墻體耐火極限很高，也會因墻體破壞失去防護(hù)作用。為人身安全，要求有爆炸危險(xiǎn)的廠房內(nèi)不應(yīng)設(shè)置休息室、辦公室等，確因條件限制需要設(shè)置時(shí)，應(yīng)采用能夠抵御相應(yīng)爆炸作用的墻體分隔。
??繼續(xù)說一下，防爆墻和抗爆墻在設(shè)計(jì)目的、材料和結(jié)構(gòu)、性能要求以及建造和安裝等方面存在一些差異。材料和結(jié)構(gòu)：防爆墻和抗爆墻通常由鋼筋混凝土、鋼板或鋼板加玻璃組成。但是，它們的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)存在一些差異。同時(shí)，抗爆墻的墻體一般較厚，這樣才能承受意外爆炸帶來的壓力和沖擊力。防爆墻的結(jié)構(gòu)相對簡單，墻體一般不需要過厚，但需要有防火、防爆和防水等功能。性能要求：防爆墻的性能要求主要包括防爆、防火、隔熱、防水等方面?？贡瑝Φ男阅芤笾饕拐稹⒎辣?、防火、隔熱等方面。根據(jù)不同的場所和需要，抗爆墻的設(shè)計(jì)和性能要求也有所不同5。

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