预应力混凝土结构抗爆性能试验研究

随着我国城市建设的飞速发展,人们迫切希望能将预应力混凝土结构用于平战结合的大跨度地下工程。但由于迄今为止国内外对预应力混凝土结构的抗爆性能知之甚少,长期以来预应力混凝土在抗爆结构中的应用一直是个禁区。本文给出了一例后张无粘结部分预应力混凝土梁板柱形结构模型在平面装药爆炸条件下的大比尺化爆相似模拟试验。模型的几何相似比例为1∶5,加载平面空气冲击波超压分别为70kPa、130kPa和320kPa。试验结果给出了在完全弹性状态、荷载略高于设计承载力状态和接近极限破坏状态下无粘结部分预应力混凝土结构的宏观试验现象和大量实测试验参数和实测波形曲线,并进行了简单的数据分析。试验结果表明:设计合理的预应力混凝土梁板柱形结构具有很好的延性,不会发生令人担心的脆性破坏,完全可以用于抗爆结构。

福建省某化工项目控制室结构抗爆设计

由于石化装置内存在着爆炸的危险,因而作为全厂或装置的指挥中心的控制室必须进行抗爆设计。论文依据我国现行规范并结合工程实例,介绍了福建某石油化工控制室结构抗爆设计的理念,爆炸荷载的计算及设计步骤和要点等,供结构工程设计人员参考。

石化人工岛上换流站建筑结构抗爆设计

结合国外某柔性直流输电工程的石化人工岛上换流站的主要建筑结构设计,依据美标ASCE41088和国标GB 50779的相关规定,对要求进行结构抗爆设计的建筑,从爆炸荷载、结构选型、分析方法及设计内容等方面进行探讨。以柔性直流换流站GIS配电室为例,采用单独的等效单自由度体系分析和多自由度体系的动力分析方法,进行了单层门式刚架的结构抗爆设计和验算。结果表明,合理设计的延性结构体系一般可以满足远距离长持时爆炸荷载的抗爆要求。研究成果可为国内外类似项目的设计提供参考。

浅析石化工厂控制室结构抗爆设计

介绍了石油化工厂控制室的结构抗爆设计原理和必要性,提供了结构抗爆荷载取值的一个思路,分析了结构抗爆设计的方法,系统阐述了抗爆设计的过程。

建筑物结构抗爆设计——单自由体系的弹塑性动力时程分析

对于石化装置区内具有抗爆要求的典型建筑物,总结讨论常见爆炸类型下的结构抗爆设计采用单自由体系的弹塑性动力时程分析方法的设计步骤及相关要点,重点阐述爆炸荷载的特征计算,结构简化为弹塑性动力平衡的单自由体系和可靠荷载传力体系,运用时程数值积分方法解答结构的动力反应。

抗爆结构控制室空气调节系统设计

控制室是保障化工装置安全稳定运行的重要建筑,随着化工装置自动化程度逐渐提高,控制室内人员密集,设备种类数量较多且昂贵。为保障控制室内的人员和各种设备的安全,根据安全风险评估,化工装置的控制室需设计为抗爆结构建筑,GB 50779-2012《石油化工控制室抗爆设计规范》对控制室重要房间的室内温度、湿度有严格要求,需恒温恒湿,冬季室内温度t2=20±2℃,相对湿度φ=50%±10%;夏季室内温度t1=26±2℃,相对湿度φ=50%±10%。空气调节系统是保证控制室内人员安全和各种设备正常运转的关键,为满足以上要求,抗爆结构控制室需设置全空气系统,冬季向室内送热风,夏季向室内送冷风,各房间室内空气循环使用。空调设备选用精密恒温恒湿空调机,温度、湿度自动控制调节。本文就淄博齐翔腾达化工股份有限公司20万t/a顺酐扩建工程,抗爆结构控制室重要房间空气调节系统的设置做总结论述。

石油化工控制室抗爆结构设计探讨

作为发展中国家的我们,在经过改革开放并实现了社会主义现代化的进程之后,我国的综合国力在整体上得到了极大的提升。其中,经济的发展与科学技术的进步起着举足轻重的作用,并促使我国从一个以农业为主的国家逐渐走向以工业为主的国家。随着工业化进程的加快,石油化工生产得到了快速的发展,但是石油化工生产中也出现了一些安全隐患。因此,对石油化工企业控制室的抗爆结构进行深入的研究和分析,采用科学的技术手段,就显得尤为重要。

爆炸灾后建筑结构性能评价及修复加固研究进展

在爆炸荷载作用下,建筑结构会产生不同程度的损伤,甚至可能发生连续性倒塌。建筑结构性能评价是爆炸灾后重建阶段结构处置与修复加固方式选择的重要依据,是指在爆炸发生之后,考虑建筑爆炸损伤,对建筑结构的残余性能进行分析和评定。经过几十年的发展,建筑结构抗爆研究已经成为一个热门研究方向,许多学者开展了诸多相关研究,但现有研究成果大多为爆炸发生前的防护设计与分析。为了促进该领域更加全面深入的研究,为灾后重建工作提供技术支持,对爆炸灾后建筑结构性能评价涉及的一些关键问题进行详细的介绍与总结,并对可行修复加固技术的相关研究及应用进行总结与评述。经过多年发展,学者们建立了用于结构构件爆炸损伤评估的超压—冲量曲线和残余承载力评估公式,提出了建筑爆炸损伤等级及受灾区域划分方法,并在碳纤维布加固修复钢筋混凝土结构方面积累了丰富经验,但目前关于灾后建筑结构性能评定及修复的研究仍处于起步阶段,距离实际工程应用还有较大差距。

多层抗爆结构冲击响应无网格MPM法分析

在两层钢板中间夹衬泡沫铝等多孔材料构成多层复合结构被应用于抗爆、抗冲击的结构设计中,能够有效地降低冲击载荷对结构的破坏作用。为了研究多层复合结构的抗爆机理和变形破坏过程,使用材料非线性本构模型和无网格物质点法对在高速冲击载荷作用下各层材料的弹塑性大变形进行数值模拟。MPM法利用了欧拉法和拉格朗日法两者的优点,不仅与网格无关,也避免了有限元法中网格畸变,而且在对涉及多物质分界面的问题计算时,因MPM法的耦合条件自动满足,不需要考虑材料界面的变形和破坏,为计算多层抗爆结构的冲击响应建立了一个有效的无网格法数值模拟平台。

竹/玻璃钢复合材料的研制及在抗爆结构中的应用

对竹 /玻璃钢复合材料进行了结构设计和制作工艺的研究,通过试验对其物理力学性能和抗爆特性进行了分析,探讨了其在浅埋抗爆结构中的应用前景,为该材料在其它工程领域的应用提供了参考。

硬岩中的可重复使用抗爆洞室结构设计技术

在原岩中直接进行化爆模拟试验是研究地震耦合效应的重要方法,但存在爆心附近原岩介质状态改变或地震传播路径变化的问题,从而导致地震信号质量差、工程代价高。为此,提出了在地下洞室中构建可重复使用钢纤维混凝土衬砌结构的抗爆设计思路。采用数值模拟方法,对结构损伤破坏的高风险区域及破坏形式进行了预测;根据数值模拟结果,制定了针对性结构设计方案。在设计建设的密闭设施内重复开展了数百公斤级TNT当量化爆试验,通过爆后壁面破损情况对比、钻孔取样与钻孔摄像观测,证实多次爆炸未对衬砌与原岩界面产生明显影响;相似事件在同一台站的地震信号表现出了较高稳定性和重复性,证明该抗爆结构达到了预期设计目标。该工作可为类似抗爆设施建设提供工程实例与技术参考。

3种钢筋混凝土抗爆结构防护性能研究

针对易燃易爆等危险化工品安全生产及储存的防护需求,设计了直线型、斜线型、折线型3种不同构型的新型端面重墙钢筋混凝土抗爆结构,代替了土地利用率低下的传统的防护土堤.基于自主开发的具有完全自主知识产权的高精度大规模仿真软件,以TNT炸药爆炸为例,对3种不同构型端面重墙结构的抗爆性能进行了全尺寸高精度数值仿真计算.结果表明新型端面重墙结构对冲击波具有有效的阻隔作用,冲击波超压峰值大幅度衰减,其中折线型端面重墙结构相较于直线型及斜线型结构具有更好的防护效果,对于新型钢筋混凝土抗爆结构的设计与建造具有重要指导意义.

水下近场爆炸作用下抗爆结构动响应特性研究

针对近场爆炸的不同工况,对抗爆结构进行数值仿真,对比分析有无气囊时抗爆结构的主体结构动响应,研究药量与主体结构的动响应、冲击环境之间的关系,给出主体结构抗爆抗冲性能随药量变化的规律。数据分析表明,橡胶气囊的存在对衰减冲击波的作用起到良好效果,改善了抗爆结构主体的冲击环境,有较好的抗爆效果。

空爆载荷作用下波形夹层板抗爆结构优化设计

为了提高空爆载荷作用下夹层板的抗爆能力,提升其在舰船和海工装备上的应用程度,提出一种针对波形夹层板结构的优化方法,该方法以结构质量和在爆炸载荷作用下的结构应力、变形以及吸能作为评估标准,利用正交试验筛选出样本点,通过BP神经网络生成夹层板结构参数与评估标准间的响应面模型,用遗传算法对响应面模型进行多目标优化分析,得出全局最优解,形成一套夹层板的优化设计方案,这为夹层板抗爆结构优化设计提供了一种新的设计思路和优化方法。

油气爆炸下海洋平台抗爆结构型式数值仿真

海洋平台作为人们开发利用海洋资源的重要基础设施,在其服役期间,常会遭到油气泄漏而引起的爆炸冲击破坏,因此对海洋平台结构进行爆炸载荷下的动态响应分析及抗爆研究十分必要。本文以某海洋平台燃油舱的围壁为研究对象,对其分别进行波纹板和夹层板结构设计。使用非线性瞬态动力学分析软件MSC.Dytran对不同结构型式舱壁下燃油舱的吸能情况进行数值对比研究,从而获得抗爆效果较好的海洋平台舱壁抗爆结构。

玻璃钢蜂窝夹层复合材料在抗爆结构设计中的应用

本文结合我军野战防御工事的战术技术特点 ,探讨了玻璃钢蜂窝夹层复合材料的物理性能、动静力学性能及其在浅埋抗爆结构设计中的应用、研究方向和前景 ,旨在为该材料在其他工程领域的广泛应用提供参考。

地下抗爆复合结构动力分析基本方法及动力特性研究

在地下工程抗爆结构的选型方面,为了增加结构的弹塑性变形能力,增强结构的承载能力,使结构体系在瞬时荷载下,能够吸收更多的冲击能量,往往在两层结构中间夹一层刚度很小的弹塑性材料,如砂、泡沫塑料、泡沫混凝土等,即采用带软回填层的地下复合结构体系。对该复合结构体系进行了理论和实验研究,取得的工作进展如下:(1) 采用变分原理，给出了平面应变条件下弹性介质中平面曲杆系统可供直接应用求解的广义泛函，克服了数学力学中求解边值问题的困难，并对平面冲击波作用下，半无限弹性均匀介质中圆柱形结构动力响应给出了具体的计算方法和步骤。方法的本身不失理论的普遍性，而又有很强的针对性，可广泛地应用于解析求解和数值求解。 (2) 根据地下复合结构的受力性能和爆炸引起的压力波在岩体中的传播规律等，通过引入5条基本假设，将承受爆炸冲击波荷载作用下的地下多层复合圆形结构动力分析简化成由一定厚度的围岩结构、回填层弹塑性体及衬砌结构组成的复合结构体系，并根据哈密顿(Hamilton)变分原理，建立了体系的广义能量泛函。通过在软回填材料中引入Druck-Prager屈服准则来描述回填材料的弹塑性性质，从而给出了求解复合体系的非线性振动微分方程组，采用Wilson-q 法和修正牛顿法对方程组进行迭代求?

宏观负泊松比板架结构远场水下抗爆性能研究

舰船在战争中极易遭受远场水下爆炸的影响,爆炸产生的冲击波载荷和气泡脉动载荷对于船体结构虽不至于产生严重的破损,但通常会出现较大的塑性变形。目前,抗爆性能好、占用空间和质量资源更少的舰船抗爆防护结构形式正待进一步研究。文中采用声固耦合法计算加筋板结构和宏观负泊松比板架结构在远场水下爆炸作用下的结构动响应,对比分析加筋板结构和宏观负泊松比板架结构的远场水下抗爆性能,研究结果表明宏观负泊松比板架结构水下远场抗爆性能优于加筋板结构。在此基础上变化宏观负泊松比板架结构各参数,研究各参数对宏观负泊松比板架结构远场水下抗爆性能的影响,可为工程中应用宏观负泊松比板架结构提高抗爆性能提供参考。

结构构件抗爆性能研究现状

当今社会经常会发生许多爆炸事故，造成人员重大伤亡以及建筑物局部构件或整体严重破坏甚至坍塌。本文旨在总结国内外大量关于抗爆研究和抗爆设计文献的基础上，重点从结构抗爆设计和抗爆分析手段和方法研究等方向进行了说明，对了解和掌握建筑结构抗爆设计研究现状、进行建筑结构抗爆设计的深入研究具有指导意义。

防护密闭门抗爆炸冲击的数值模拟及结构设计优化

防护密闭门作为煤矿井下紧急避险系统的关键部件,有着很高的质量要求。文章针对某企业设计开发的防护密闭门,利用ANSYS/LS-DYNA软件,对其抗爆炸冲击性能进行了数值模拟分析;定量分析了该产品的变形、强度和密封性,并通过结构设计优化,大幅提高产品的性能指标,以达到国家规范要求,保证产品在0.6 MPa的爆炸冲击压力下,各项指标安全可靠。