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石油化工抗爆控制室结构型式对比分析

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石油化工抗爆控制室结构型式对比分析摘要:石油化工生产装置的多样化,规模化,高温高压,易燃易爆的特点,决定了其一旦发生生产事故,会产生巨大的破坏力,危害装置内生产人员的生命安全,因此装置内控制室的抗爆性能就显的尤其重要。本文对现有两种抗爆控制室结构形式做了定性的对比分析,阐明了其各自的受力特点,变形及破坏型式,便于在实际设计工作中做出选择。关键词:控制室;抗爆;结构;延性由于石油化工生产过程中存在大量的高温高压设备、易燃易爆气体,使得其生产过程带有很大的危险性。控制室作为装置生产过程的控制中心,是生产人员最主要的活动地点,其抵抗爆炸冲击波的能力就显的尤其重要。现在国内设计的抗爆控制室多为单层矩形钢筋混凝土结构。1 爆炸荷载抗爆控制室除了受到常规荷载的作用以外,还要抵抗爆炸荷载的作用。爆炸产生的冲击波是一种瞬时荷载,其特点是荷载大,作用时间短,且荷载大小随时间变化。一般情况下,控制室抗爆只考虑蒸汽云爆炸,对于像压力设备爆炸、液体爆炸等的影响一般不予考虑,它近似相当于直径 60m,高 4m 包含 6%乙烷的气体爆炸,距中心距离 75m 处产生的冲击波超压。爆炸发生时,冲击波迅速通过空气传播,从各个方向对控制室进行挤压。2 结构型式目前国内抗爆控制室最常见有两种做法,一种是抗爆墙与竖向承重结构分开,建筑物外围护结构采纳现浇钢筋混凝土墙,墙体只承受水平向的爆炸冲击波超压,而不承受屋面恒载和屋面爆炸冲击波超压(见图-1),称为型式 1。另外一种是在抗震设计中常见的框架剪力墙结构,墙面冲击波超压通过墙体作用于框架柱,这就要求柱子在爆炸荷载作用下最好不要进入塑性工作状态,一旦作为主要承重构件的柱子发生弯曲,对其的修复将十分困难(见图-2),称为型式 2。 图-1 图-21-1 2-23 受力特点型式 1 的柱子和外墙之间留有 70mm 的缝隙,外墙上端与屋面板铰接连接,荷载通过刚度无限大的水平向楼板传递给两侧外墙,下端采纳交叉配筋方式与基础铰接连接,荷载直接传递给基础,左右两侧与侧墙垂直相交,荷载传递给两侧外墙(平面内刚度无限大)。每一块外墙从受力上来看都是一块上下边界铰接,左右边界半固结的板。由于通常情况下墙长要比墙高大的多,所以其更接近于单向板,简化模型见图-3。图-3上端墙面水平荷载通过屋面和两端侧墙传递到基础,下端墙面水平荷载直接传递到基础,均不作用于柱间;屋面通过梁板结构传递荷载并与柱子共同组成框架...

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