本發(fā)明屬于安全工程，尤其涉及一種減小爆炸碎片拋散范圍的倉庫結(jié)構(gòu)及其建構(gòu)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市建設(shè)范圍的不斷擴大，易爆物倉庫的安全防護越來越難以滿足規(guī)范要求，易爆物倉庫因發(fā)生意外事故而導(dǎo)致的內(nèi)爆炸將會產(chǎn)生包括空氣沖擊波、地沖擊和爆炸碎片拋散等3種危害。目前易爆物倉庫常用結(jié)構(gòu)形式多為整體澆筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，發(fā)生內(nèi)爆炸時倉庫結(jié)構(gòu)物也會產(chǎn)生大量的碎片拋散，墻體內(nèi)鋼筋首先會蓄能形成“彈弓效應(yīng)”導(dǎo)致混凝土碎片加速拋射，隨后其自身斷裂并形成碎片彈射。

2、民用爆炸物品工程設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)（gb?50089－2018）建議的安全防護方式為在易爆物倉庫周圍設(shè)置防護屏障（天然或人工擋墻）。隨著材料科學(xué)不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的巖土體防爆擋墻、鋼筋混凝土防爆擋墻外各種新型材料及新結(jié)構(gòu)形式被應(yīng)用于防爆擋墻，如：論文《密閉空間內(nèi)三種防爆隔墻的減爆吸能效應(yīng)分析》、《鋼板－砂土－鋼板組合防爆墻對爆炸沖擊波的防護效應(yīng)分析》、《網(wǎng)型防爆墻防護效果分析及設(shè)計方法研究》等提出的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)防爆擋墻、護欄型防爆墻、網(wǎng)型防爆墻等新型防爆墻結(jié)構(gòu)。然而防爆墻的位置設(shè)置不當(dāng)，則可能導(dǎo)致有墻比無墻時的沖擊波超壓更大，造成的更大危害。同時額外設(shè)置的防護擋墻還會增大飛散碎片的數(shù)量，造成更大的二次傷害?！陡餐翉椝帋彀踩嚯x的關(guān)鍵因素分析》一文提出采用覆土的方式使原有倉庫結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦餐翈旖Y(jié)構(gòu)，雖然覆土可以降低爆炸沖擊波和爆炸飛散物對周圍人員和設(shè)施的影響，且具有一定的經(jīng)濟優(yōu)勢，然而覆土增強了對結(jié)構(gòu)的約束，使得荷載波形更為復(fù)雜，導(dǎo)致產(chǎn)生的沖擊波壓力峰值非常高。此外，一種高性能仿生防爆墻（cn103981962b）、一種裝配式抗爆減爆墻及其施工方法（cn108442573b）、一種裝配式鋼纖維高強混凝土鋼板組合抗爆墻體（cn206769106u）等專利提出的方法主要適用于小當(dāng)量的恐怖襲擊防護，同時也僅能設(shè)置在被防護的建筑物上，不能從根源上降低爆炸的影響。

3、綜上所述，現(xiàn)有的防護屏障雖然可以從一定程度上降低碎片拋散的影響范圍，但對于儲藥密度高、當(dāng)量大的易爆物倉庫不起作用，屏障設(shè)置不當(dāng)可能會增大拋散碎片的數(shù)量反而加劇偶然性內(nèi)爆炸的危害。同時現(xiàn)有方法多為額外設(shè)置的防護結(jié)構(gòu)，抑或是在需要被防護的建筑物上設(shè)置的防護結(jié)構(gòu)，并未從易爆物倉庫結(jié)構(gòu)本身出發(fā)來優(yōu)化設(shè)計以降低內(nèi)爆炸的危害。因此亟需對易爆物倉庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從根源上降低爆炸的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明在于提供一種減小爆炸碎片拋散范圍的倉庫結(jié)構(gòu)及其建構(gòu)方法，基于“倉庫整體拼裝、砌筑塊體強度高、構(gòu)件連接弱”的設(shè)計思想，通過鋼纖維混凝土預(yù)制塊拼裝成墻體，再通過輕質(zhì)柱間斜拉系統(tǒng)對墻體進(jìn)行支撐，避免易爆物倉庫在內(nèi)爆炸作用下碎片拋散速度快、距離遠(yuǎn)、二次傷害大的情況。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種減小爆炸碎片拋散范圍的倉庫結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：預(yù)制立柱，拼裝墻體，預(yù)制頂板以及柱間斜拉系統(tǒng)；

4、所述拼裝墻體包括多塊錯縫拼接的鋼纖維混凝土預(yù)制塊，多面拼裝墻體構(gòu)成易爆物存儲空間；

5、所述預(yù)制立柱設(shè)置于相鄰兩面拼裝墻體的連接處，所述預(yù)制立柱高于拼裝墻體；

6、所述預(yù)制頂板覆蓋于各預(yù)制立柱頂部；

7、所述柱間斜拉系統(tǒng)包括交叉設(shè)置于每相鄰兩根預(yù)制立柱之間的碳纖維繩。

8、可選地，所述鋼纖維混凝土預(yù)制塊的材料中包括混凝土以及鋼纖維；

9、所述鋼纖維混凝土預(yù)制塊具有兩種規(guī)格，分別為預(yù)制塊一和預(yù)制塊二，所述預(yù)制塊一體積為 l*b*h，并在 l/4和3 l/4處沿高度方向分別開設(shè)有直徑為 d的通孔，所述預(yù)制塊二體積為 l/2* b*h，并在 l/4處沿高度方向開設(shè)有直徑為 d的通孔，其中， l為鋼纖維混凝土預(yù)制塊長度， b為鋼纖維混凝土預(yù)制塊厚度， h為鋼纖維混凝土預(yù)制塊高度；

10、所述預(yù)制塊一和預(yù)制塊二之間通過有機粘結(jié)劑粘接，各預(yù)制塊一和預(yù)制塊二中的通孔均在拼裝墻體高度方向上貫通，所述通孔中注有機粘結(jié)劑。

11、可選地，所述鋼纖維混凝土預(yù)制塊的材料中還包括疏水材料，用于將拼裝墻體變?yōu)槭杷畨w。

12、可選地，所述預(yù)制立柱為重型鋼結(jié)構(gòu)，其埋深為地面以上高度的1/3至1/2；

13、倉庫中軸線兩側(cè)的預(yù)制立柱中中同側(cè)預(yù)制立柱的埋深相同，不同側(cè)預(yù)制立柱的埋深差值根據(jù)預(yù)制頂板的排水需求調(diào)節(jié)；

14、所述預(yù)制立柱的長度與寬度均為 b，其與拼裝墻體之間通過有機粘結(jié)劑粘接。

15、可選地，所述預(yù)制立柱還均勻立設(shè)在倉庫中軸線處，用于在倉庫內(nèi)部空間中加強對預(yù)制頂板的支撐，所述預(yù)制立柱之間架設(shè)有型鋼梁。

16、可選地，所述預(yù)制頂板為輕型鋼結(jié)構(gòu)；

17、所述預(yù)制頂板與預(yù)制立柱通過預(yù)埋錨栓連接，與拼裝墻體通過有機粘結(jié)劑粘接。

18、可選地，所述碳纖維繩兩端綁接有末端掛鉤，所述預(yù)制立柱上嵌設(shè)有多個掛環(huán)，碳纖維繩通過末端掛鉤與預(yù)制立柱上的掛環(huán)連接。

19、可選地，所述倉庫結(jié)構(gòu)還包括倉庫門以及門上承重橫梁；

20、所述倉庫門的高度為鋼纖維混凝土預(yù)制塊高度的整數(shù)倍；

21、所述門上承重橫梁的厚度與鋼纖維混凝土預(yù)制塊的厚度一致，高度為鋼纖維混凝土預(yù)制塊高度的整數(shù)倍，承重長度為倉庫門承重長度的2至3倍。

22、第二方面，本發(fā)明提供一種減小爆炸碎片拋散范圍的倉庫結(jié)構(gòu)的建構(gòu)方法，包括：

23、步驟一、根據(jù)設(shè)計要求在建設(shè)場地布置好柱距，根據(jù)預(yù)設(shè)的埋深進(jìn)行鉆孔后安裝預(yù)制立柱；

24、步驟二、在相鄰兩根預(yù)制立柱之間，將兩種規(guī)格的鋼纖維混凝土預(yù)制塊通過有機粘結(jié)劑交錯拼接，形成一面錯縫拼接的拼裝墻體，其中，所述兩種規(guī)格的鋼纖維混凝土預(yù)制塊包括預(yù)制塊一和預(yù)制塊二，所述預(yù)制塊一體積為 l*b*h，并在 l/4和3 l/4處沿高度方向分別開設(shè)有直徑為 d的通孔，所述預(yù)制塊二體積為 l/2* b*h，并在 l/4處沿高度方向開設(shè)有直徑為 d的通孔，其中， l為鋼纖維混凝土預(yù)制塊長度， b為鋼纖維混凝土預(yù)制塊厚度， h為鋼纖維混凝土預(yù)制塊高度；

25、步驟三、其他面拼裝墻體均按步驟二中的方法進(jìn)行拼裝，其中，對出口一面的拼裝墻體進(jìn)行拼裝時，預(yù)留出倉庫門以及門上承重梁的空間，該面鋼纖維混凝土預(yù)制塊拼接完成后，在預(yù)留的門頂標(biāo)高處拼裝門上承重橫梁，并在門上承重橫梁下方安裝倉庫門；

26、步驟四、各拼裝墻體均拼裝完成后，向拼裝墻體中每一條貫穿通孔中注入有機粘結(jié)劑；

27、步驟五、將兩根碳纖維繩通過其兩端綁接的末端掛鉤交叉搭接在預(yù)制立柱上的掛環(huán)上；

28、步驟六、將預(yù)制頂板通過錨栓與各預(yù)制立柱連接。

29、可選地，所述步驟二的具體建構(gòu)方法包括：

30、在相鄰兩根預(yù)制立柱之間，沿相對的兩個側(cè)面分別按照相反順序?qū)煞N規(guī)格的鋼纖維混凝土預(yù)制塊通過有機粘結(jié)劑依次交錯拼接，該相鄰兩根預(yù)制立柱之間的剩余空間通過長度為 l規(guī)格的鋼纖維混凝土預(yù)制塊以及有機粘結(jié)劑進(jìn)行拼接填補，形成一面拼裝墻體。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

32、1、基于“倉庫整體拼裝、砌筑塊體強度高、構(gòu)件連接弱”的思想采用鋼纖維混凝土預(yù)制塊拼裝墻體，采用預(yù)制立柱和預(yù)制頂板與拼裝墻體快速拼裝構(gòu)筑易爆物倉庫，并采用柱間斜拉系統(tǒng)對拼裝墻體提供內(nèi)向支撐，不僅可以通過成本較低的方式實現(xiàn)快速構(gòu)筑，而且可以從根源上降低內(nèi)爆炸碎片拋散速度及影響范圍，提高了易爆物倉庫的安全性及經(jīng)濟性；

33、2、采用有機粘結(jié)劑對構(gòu)件之間進(jìn)行粘接既可以節(jié)省鋼筋、增強墻體整體性又可在爆炸高溫作用下迅速熱軟化，有利于在內(nèi)爆炸時迅速失效、弱化墻體的整體性，進(jìn)一步降低碎片拋散距離且避免產(chǎn)生二次碎片，并且使用有機粘結(jié)劑對整體結(jié)構(gòu)拼裝完成后可快速投入使用；

34、3、在普通混凝土配比的基礎(chǔ)上中摻入鋼纖維和疏水材料，不僅可以顯著提升混凝土的強度，同時還可以將親水表面轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷砻?，可降低雨水入滲侵蝕，提升耐久性，并且鋼纖維的摻入使墻體具有良好的防彈能力，避免極端情況下易爆物倉庫遭流彈擊穿而發(fā)生內(nèi)爆炸；

35、4、采用重鋼型結(jié)構(gòu)作為預(yù)制立柱，不僅自身強度高，還可以根據(jù)實際情況設(shè)置不同埋深以提高穩(wěn)定性，并可通過調(diào)整不同側(cè)預(yù)制立柱的埋深以實現(xiàn)對兩側(cè)預(yù)制立柱地面以上高度的調(diào)整，從而使預(yù)制頂板水平或傾斜以適應(yīng)降雨排水的需求；

36、5、采用輕型鋼結(jié)構(gòu)作為預(yù)制頂板既能保證良好的結(jié)構(gòu)承載能力又能減輕倉庫頂部荷載；

37、6、門上承重橫梁承重長度約為倉庫門承重長度的2~3倍，可有效降低撓度提高承載性能。