新型護(hù)欄型結(jié)構(gòu)防爆墻研究

傳統(tǒng)的防爆墻往往為砌體墻、混凝土墻或鋼混組合墻等實(shí)體形式。一方面此類防爆墻在近距離爆炸荷載下會產(chǎn)生大量碎片以相當(dāng)高的速度向后方飛散沖擊，對墻后建筑、設(shè)施和人員等形成極大安全威脅；另一方面，在城市范圍內(nèi)的關(guān)鍵建筑周圍放置此類實(shí)體防爆墻，往往會造成民眾的恐慌情緒，對社會秩序帶來嚴(yán)重負(fù)面效應(yīng)，對社會經(jīng)濟(jì)的影響可能超過爆炸事件本身。本項目基于波的傳播和干涉理論開發(fā)一種新的防爆墻設(shè)計，通過在重要防爆區(qū)域放置護(hù)欄型結(jié)構(gòu)柱，引起產(chǎn)生于相鄰柱的反射波和衍射波的再反射、干涉等作用，進(jìn)而消減部分波能。本項目的主要研究內(nèi)容為（1）基于爆炸波傳播的理論推導(dǎo)，應(yīng)用AUTODYN有限元分析軟件通過二維數(shù)值模擬進(jìn)一步理解爆炸波傳播的規(guī)律。然后在二維數(shù)值模擬中針對不同配置的護(hù)欄柱分析其減弱爆炸荷載的有效性；（2）根據(jù)二維數(shù)值模擬的研究結(jié)果，通過設(shè)計現(xiàn)場縮尺爆炸試驗(yàn)，對新型護(hù)欄型防爆墻的排布進(jìn)行研究，進(jìn)一步驗(yàn)證不同排布的護(hù)欄型防爆墻對爆炸荷載的防護(hù)有效性；（3）基于二維數(shù)值模擬及現(xiàn)場試驗(yàn)的研究結(jié)論，對護(hù)欄型防爆墻進(jìn)行三維數(shù)值模擬拓展研究，對其在近距離爆炸荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)及具體排布參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，最終提出護(hù)欄型防爆墻的排布建議?；谧顑?yōu)排布的護(hù)欄型防爆墻，通過大量數(shù)值模擬計算，分析數(shù)據(jù)最終得到護(hù)欄型防爆墻后作用在建筑物表面的反射壓力和沖量。這一全新設(shè)計理念在增加防爆墻對墻后人員和結(jié)構(gòu)的防護(hù)等級的同時，可以避免產(chǎn)生碎片災(zāi)害，極大的節(jié)省材料和建造成本，同時適用于城市環(huán)境結(jié)構(gòu)減爆，在軍民兩用領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用前景。

目前防爆墻的設(shè)計主要是通過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和延性的傳統(tǒng)設(shè)計理念來抵御爆炸荷載。實(shí)體防爆墻一般都體積龐大，這不但增加建造成本，也不適合在城市地區(qū)應(yīng)用。隨著新型材料的發(fā)展，越來越多的學(xué)者研究開發(fā)夾層防爆墻來抵抗爆炸荷載。夾層防爆墻通過夾層的大變形來吸收爆炸能量以達(dá)到保護(hù)結(jié)構(gòu)的目的，一旦夾層塑性變形后，其抵抗爆炸荷載的能力大幅下降，因此不適合于抵御重復(fù)爆炸荷載。本項目摒棄傳統(tǒng)實(shí)體防爆墻抵御爆炸荷載的理念，將基于波的傳播和干涉理論開發(fā)一種新的防爆墻設(shè)計。新的設(shè)計通過在重要防爆區(qū)域放置護(hù)欄型結(jié)構(gòu)柱，引起產(chǎn)生于相鄰柱的反射波和折射波的再反射、折射和相互作用，進(jìn)而消減部分波能。這一設(shè)計理念已經(jīng)用在光學(xué)和聲學(xué)領(lǐng)域來消除光能和噪音，但還沒有被用于爆炸工程領(lǐng)域以消除爆炸波的能量。這一創(chuàng)新設(shè)計在增加防爆墻對墻后人員和結(jié)構(gòu)的防護(hù)等級的同時，可以極大的節(jié)省材料和建造成本。該設(shè)計理念也有望在其他類型的防護(hù)結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。

鋼筋混凝土防爆墻、鋼板防爆墻、型鋼防爆墻、磚砌防爆墻、阻燃防爆墻、軍事專用防暴墻。

鋼筋混凝土防爆墻的鋼筋交錯處牢固綁扎、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。在有爆炸危險的裝置與無爆炸危險的裝置之間，以及在有較大危險的設(shè)備周圍應(yīng)設(shè)置防爆墻或其他阻擋設(shè)施。

1、軍事安全防爆墻

2、立體工事防爆墻

3、訓(xùn)練基地防爆墻

4、野戰(zhàn)物資倉庫防爆墻

5、野外營地防爆墻

6、危險品倉庫防爆墻

7、化工廠防爆墻

8、煉油廠防爆墻

9、爆竹廠防爆墻

10、儲備庫防爆墻

11、兵營營房防爆墻

12、洪水防護(hù)防洪墻

13、城市內(nèi)澇防洪墻

14、緊急防洪墻

15、防山體滑坡設(shè)施

16、廠房移動式圍擋