一種砌體抗爆牆的製作方法

2023-11-11 15:57:38 5

本發明涉及土木工程領域，尤其涉及一種砌體抗爆牆。

背景技術：

隨著我國抗爆安全意識的提高，對建造在存在危險爆炸區域範圍內的重要建築物，諸如石化裝置內的控制室、現場機櫃間等建築物，採用抗爆結構。抗爆主要是指抵抗外部爆炸產生的衝擊波對建築物的作用。抗爆結構的設計的一個基本原則，就是爆炸衝擊波的直接或間接作用（如砌體牆破壞時碎片的飛散拋射）不能對建築物內的人員和設備造成傷害。

建築物抗爆結構設計目前主要採用鋼筋混凝土整體抗爆牆牆體的結構形式，或鋼筋混凝土框架加抗爆外牆結構形式，即由抗爆外牆和屋面板作為組要的抵抗爆炸作用的承載體和機構，並按單向受力構件假定考慮，通過抗爆牆牆體端部產生塑性鉸（但牆體整體不破壞）來消耗和抵抗爆炸衝擊能量，從而實現結構抗爆目的，主要結構全部採用現澆鋼筋混凝土形式。

此外，根據爆炸安全需要，大量既有的非抗爆建築物需要進行工程改建以使其具有一定的抗爆功能。而通常這類非抗爆建築物採用的是框架結構加填充砌體圍護牆的結構形式，對框架結構的加固措施常規方法較多，但對砌體牆的改造往往十分困難，目前尚無可行的技術手段，現行的抗爆規範標準也沒有給出具體針對砌體牆的抗爆加固措施，一般只能採取一些常規性的加固措施（如牆面貼鋼板或加鋼筋網等），事實上這些措施根本滿足不了砌體牆抵抗爆炸的大變形要求，經常不得不直接將其推到重新進行設計建造，而採用鋼筋混凝土抗爆牆體，關鍵問題在於其大變形的控制能力是根據鋼筋材料的塑性性能而非構件的幾何非線性能力來確定的。另外，鋼筋混凝土抗爆牆是一種事先主動設計，類似於剪力牆形式（按塑性理論進行設計），造價相對較高，特別是在改造施工過程中尤其顯得相當麻煩。

技術實現要素：

為解決砌體牆不能滿足爆炸作用下牆體大變形的要求，防止砌體碎裂拋射形成間接傷害，急需探索一種合理有效的砌體牆抗爆構造。對於非抗爆改抗爆的工程改建和新建結構也能採用砌體牆進行抗爆。本發明開創性的發明了一種砌體抗爆牆的構造，利用圓環鋼筋網層具有極大的幾何非線性變形能力的特點，將由構件的材料塑性能力控制大變形改為由構件的幾何非線性能力控制大變形，對抗爆結構工程具有很大的技術經濟意義。

本發明第一個方面提供了一種包括牆體1的砌體抗爆牆，所述牆體1的兩側設置有鋼絲網層2，其中一側鋼絲網層2外還設置有圓環鋼筋網層3，所述牆體1、鋼絲網層2及圓環鋼筋網層3通過對穿螺栓4貫穿固定。

所述圓環鋼筋網層3為由若干圓環鋼筋組成的單層或多層網狀結構。

所述鋼絲網層2和牆體1之間形成有10-15mm的間隙，所述鋼絲網層2和圓環鋼筋網層3之間形成有5-10mm的間隙。優選的，所述鋼絲網層2和牆體1之間形成有10mm的間隙，所述鋼絲網層2和圓環鋼筋網層3之間形成有5mm的間隙。

進一步地，所述間隙是空的或者有填充材料。所述填充材料即為粉刷層5所用粉刷材料。所述砌體抗爆牆，還包括有粉刷層5，所述粉刷層5同時或分別地位於一側圓環鋼筋網層3外或另一側鋼絲網層2外。

優選地，粉刷層5同時位於一側圓環鋼筋網層3外和另一側鋼絲網層2外。

進一步地，所述粉刷層的粉刷材料是砂漿、泥漿或石子漿中的一種或者它們的任意一種混合物。進一步地，所述粉刷層厚度為10-20mm，厚度優選數值範圍根據粉刷材料而定。

所述對穿螺栓4通過分別焊接固定於圓環鋼筋網層3及另一側鋼絲網層2貫穿固定所述牆體1、鋼絲網層2及圓環鋼筋網層3。

優選地，對穿螺栓4通過點焊的方式，固定於圓環鋼筋網層3及另一側鋼絲網層2。更優選的，對穿螺栓4採用兩面電焊的方式。

所述對穿螺栓中的穿牆螺絲是兩端套絲的圓鋼螺絲，螺母是防松螺母。

所述鋼絲網層2可以被鋼筋網層代替。

本發明第二個方面提供一種製備上述砌體抗爆牆的方法，包括以下步驟：

步驟1：製備牆體；

步驟2：在牆體兩側各布設一層鋼絲網層，所述鋼絲網層由鋼絲雙向正交編織而成；

步驟3：用對穿螺栓與一側的鋼絲網層焊接後貫穿牆體及另一側鋼絲網層後，與另一側的圓環鋼筋網層焊接，鋼絲網層與牆體之間形成有10-15mm的間隙，圓環鋼筋網層與鋼絲網層之間形成有5-10mm的間隙；

步驟4：進行後處理得到砌體抗爆牆。

所述步驟1中的牆體製備材料可以是磚、砌塊或者板材。所述磚選自燒結普通磚、燒結空心磚、燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚中的任意一種；所述砌塊選自蒸壓加氣混凝土砌塊、石膏砌塊和粉煤灰砌塊中的任意一種。

所述步驟3中的間隙裡面還可以有填充材料。所述填充材料即為粉刷層5所用粉刷材料。

所述步驟4中的後處理是指同時或分別地將一側圓環鋼筋網層外部或另一側鋼絲網層外部進行粉刷。

進一步地，所述粉刷層的粉刷材料是砂漿、泥漿或石子漿中的一種或者組合。進一步地，所述粉刷層厚度為10-20mm，厚度優選數值範圍根據粉刷材料而定。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明的砌體抗爆牆利用圓環鋼筋網層具有極大的幾何非線性變形能力的特點，將由構件的材料塑性能力控制大變形改為由構件的幾何非線性能力控制大變形，極大的滿足了爆炸時的壓力作用下牆體大變形要求，同時牆體兩側的鋼絲網層有效避免了碎片拋射對人員和設備造成的次生傷害。並且本發明的製備砌體抗爆牆的方法，具有有效簡單，造價低等優點。

附圖說明

圖1是砌體抗爆牆的構造剖面示意圖。

圖2是鋼絲網層示意圖。

圖3是圓環鋼筋網層示意圖。

圖中：1-牆體，2-鋼絲網層，3-圓環鋼筋網層，4-對穿螺栓，5-粉刷層。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於本發明而不用於限制本發明的範圍。

實施例1

實施例1提供了一種包括牆體1的砌體抗爆牆，其構造剖面示意圖如圖1所示，所述牆體1的兩側設置有鋼絲網層2，鋼絲網層2的示意圖如圖2所示，其中一側鋼絲網層2外還設置有圓環鋼筋網層3，所述牆體1、鋼絲網層2及圓環鋼筋網層3通過對穿螺栓4貫穿固定。

其中，圓環鋼筋網層3是由若干圓環鋼筋組成的單層網狀結構（如圖3所示）。鋼絲網層2由鋼絲雙向正交編織而成。鋼絲網層2和牆體1之間形成有10mm的間隙，鋼絲網層2和圓環鋼筋網層3之間形成有5mm的間隙。間隙均是空的。該砌體抗爆牆，還包括有粉刷層5。粉刷層5同時地位於一側圓環鋼筋網層3外和另一側鋼絲網層2外。粉刷層的粉刷材料是砂漿，粉刷層厚度為20mm。對穿螺栓4通過兩面點焊的方式分別焊接固定於圓環鋼筋網層3及另一側鋼絲網層2，貫穿固定所述牆體1、鋼絲網層2及圓環鋼筋網層3。該對穿螺栓中的穿牆螺絲是兩端套絲的圓鋼螺絲，螺母是防松螺母。

本實施例中的砌體抗爆牆利用圓環鋼筋網層具有極大的幾何非線性變形能力的特點，將由構件的材料塑性能力控制大變形改為由構件的幾何非線性能力控制大變形，極大的滿足了爆炸時的壓力作用下牆體大變形要求，同時牆體兩側的鋼絲網層有效避免了碎片拋射對人員和設備造成的次生傷害。

實施例2 本實施例提供一種製備實施例1所述的砌體抗爆牆的方法，包括以下步驟：

步驟1：製備牆體；

步驟2：在牆體兩側各布設一層鋼絲網層，所述鋼絲網層由鋼絲雙向正交編織而成；

步驟3：採用對穿螺栓與一側的鋼絲網層焊接後貫穿牆體及另一側鋼絲網層後，與另一側的圓環鋼筋網層焊接，鋼絲網層與牆體之間形成有10mm的間隙，圓環鋼筋網層與鋼絲網層之間形成有5mm的間隙；

步驟4：進行後處理得到砌體抗爆牆。

其中，步驟1中的牆體製備材料選自蒸壓加氣混凝土砌塊。步驟4中的後處理是指同時地將一側圓環鋼筋網層外和另一側鋼絲網層外部進行粉刷，粉刷層厚度為20mm，刷層的粉刷材料是砂漿。

該實施例的製備砌體抗爆牆的方法，具有有效簡單，造價低等優點。

以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本發明並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的範疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的範圍內。