GB/T 50779-2022 石油化工建筑物抗爆设计标准(完整正版、清晰无水印).pdf

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标准编号:GB/T 50779-2022
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标准类别:建筑工业标准
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GB/T 50779-2022标准规范下载简介

GB/T 50779-2022 石油化工建筑物抗爆设计标准(完整正版、清晰无水印).pdf

炸安全性评估资料,爆炸冲击波峰值入射超压大于48kPa的 物一般位于工艺装置(设施)中或附近,除因爆炸荷载大导致 物的抗爆费用高、不经济外,还存在周围环境空气质量差和较 他危险因素等HSE(健康、安全、环境)问题。为做到建筑物 设计的经济合理,满足日益严格的HSE要求,故规定爆炸冲 峰值人射超压大于48kPa时,宜调整建筑物的平面位置

3.0.3作用在建筑物上爆炸荷载的大小直接取决于建筑物

(《化工厂与永久建筑物位置相关的风险管理》)及CCPS(美国化 学工程师协会化工过程安全中心)BuildingGuidelines中的 Guidelines forEvaluatingProcess Plant Buildings for ErternalErplosionsandFires(《外部火灾和爆炸时工艺装置内 建筑物评估导则》)中提出,当抗爆建筑物选址时,应考虑以下 因素: (1)建筑物应是较窄的面朝向最有可能产生爆炸源的方向; (2)不参与装置单元实际操作的人员办公建筑物应尽可能远 离装置; (3)建筑物应避开会导致爆炸加剧的拥挤和受限区域; (4)建筑物不应设置在可能泄放比空气重的气体源的下坡处; (5)建筑物不应设置在可能泄放气体源主导风向的下风处; (6)建筑物不应位于易燃液体可能聚集的地方。 在国内,借鉴现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》 GB50068一2018的理念,抗爆建筑物的选址应尽量避让各种危 险源,其平面布置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》 GB50016及《石油化工企业设计防火标准》GB50160的相关规定。 本条第1款要求抗爆建筑物的结构系统应完全独立设置的目 的是为了避免邻近的非抗爆建筑物在爆炸事故中破坏时阻塞抗爆 建筑物的安全出口或对抗爆建筑物的受力造成不利影响。 本条第2款为了提高人员疏散通道的可靠性,防止装置爆 炸时建筑安全出口被爆炸所产生的碎片阻塞,建筑安全出口不 得直接面向有爆炸危险性的生产装置或设备。本款所述“直接 面向”指安全出口开门后直接面对有爆炸危险性的装置或设备。 当在出口外侧设置一字形有顶抗爆钢筋混凝土挡墙,挡墙两侧 每边宽出洞口不小于1.0m时,不属于直接面向。有顶抗爆挡墙 应经过抗爆验算确保在爆炸力的作用下不被破坏或产生碎块,将 建筑安全出口设置在不同方向也是提高人员疏散通道可靠性的 措施。

有顶抗爆挡墙的布置示意如图1所示

DB34/T 2748.3-2017 高速公路沥青路面养护指南 第3部分:养护工程后评价图1有顶抗爆挡墙的布置示意

3.0.4本条为建筑物抗爆设计的设计目标,与现行国家标准《建 筑结构可靠性设计统一标准》GB50068一2018的规定一致。该标 准第3.1.2条第5款规定,当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事 件时,结构能保持必要的整体稳固性,不出现与起因不相称的破坏 后果,防止出现结构的连续倒塌。 确定此设计目标的目的是保障人员安全,有效控制停车,防止 工艺装置失控导致级联事故,扩大事故危害,减少经济损失。 本条提及的主要结构构件、次要结构构件分别对应现行国家 标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068一2018中提及的 关键构件和非关键构件。 3.0.5被加固的结构构件,其加固前的服役时间各不相同,其加

本条提及的主要结构构件、次要结构构件分别对应现行国家 标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068一2018中提及的 关键构件和非关键构件。 3.0.5被加固的结构构件,其加固前的服役时间各不相同,其加 固后的结构使用功能可能发生改变,因此不能直接沿用原设计的 安全等级、使用年限作为加固后的安全等级、使用年限,而应根据 委托方对该结构下一目标使用期的要求,由委托方和设计单位共 同商定。 3.0.7抗爆建筑物的平面外轮廓和立面力求“干净、简洁”,特别

固后的结构使用功能可能发生改变,因此不能直接沿用原 安全等级、使用年限作为加固后的安全等级、使用年限,而应 委托方对该结构下一目标使用期的要求,由委托方和设计单 同商定。

3.0.7抗爆建筑物的平面外轮廓和立面力求“干净、简

爆炸荷载。矩形平面在爆炸冲击波荷载作用下传力路径明确,同 时有大量爆炸冲击波试验数据,故推荐使用。 3.0.8通常,在建筑物的体积确定的条件下,建筑物抗爆的成本 会随高度增加而增加。与较高的建筑物结构相比,较矮的建筑物 所承受的爆炸荷载较低,倾覆作用也较小。建筑物层数除应考虑 工程计算的复杂程度之外,更主要的是需考虑到在满足安全要求 前提下的工程成本问题。因此,对应不同爆炸冲击波峰值入射超 压,本条对抗爆建筑物的层数做出规定

3.0.10本条规定了抗爆建筑物设计的基本原则,与现行国

隹《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068一2018中提出的倡 荷载作用引起的结构整体稳固性设计的原则及规定一致。相对 普通建筑物而言,抗爆建筑物更加强调概念设计的重要性,并要 交采取必要的构造措施,使结构具有一定的延性和穴余度,从而保 正其在设计爆炸荷载情况下具有较好的整体性和较大的变形耗育 能力。

3.0.11根据不同结构形式在不同爆炸事故中的破坏情况

通常情况下,最适合和最经济的抗爆建筑物所用的材料是钢 筋混凝土,特别是用于那些靠近潜在爆炸源的建筑物,一且发生爆 炸,它们将遭受到较高的冲击波超压作用和辐射热影响。如果建 筑物位置与爆炸源能保持合理的间距,也可采用加劲砌体、钢结构 建筑物形式。 脆性材料(如素混凝土结构、无筋砌体结构等)不适合用于抗 爆结构。除了在遭受爆炸荷载时发生脆性破坏外,因爆炸产生的 碎片还可能造成主要设备损坏和严重的人员伤害等次生灾害。 3.0.12抗爆外墙不承重时属于次要结构构件,允许出现较大变

3.0.12抗爆外墙不承重时属于次要结构构件,允许出现较大变 形,即具有较高的耗能能力,可以减小建筑物主要结构构件承受的 爆炸荷载。但当抗爆外墙承重时就变为主要结构构件,为保证结

3.0.12抗爆外墙不承重时属于次要结构构件,充许出现较大变

构的整体稳固性,不充许出现较大变形,其耗能能力降低,将会使 主要结构构件承受的爆炸荷载增加,进而导致建筑物的抗爆费用 增加。故在一般情况下,抗爆外墙不宜承重。 本条之所以规定抗爆外墙宜与主要结构构件脱开布置,其目 的是避免爆炸荷载直接作用到主要结构构件,同时也为了简化抗 爆构件的动力计算。抗爆外墙与主要结构构件(框架柱、框架梁) 脱开布置时,为保证主要结构构件不承受爆炸荷载,脱开距离不能 小于外墙的最大变形。 目前工程设计中存在一些爆炸荷载不大、尺寸也较小的单层 建筑物,脱开布置时可能会影响到建筑物的使用面积。在此种情 况下,根据方案和经济对比也可采用钢筋混凝土抗爆外墙与框架 柱、框架梁不脱开方案,框架柱、框架梁需同时考虑爆炸荷载作用 3.0.13本条规定的目的是为了保证楼板、屋面板的平面内刚度, 保证将爆炸荷载全部传给抗爆横墙,避免主要结构构件分担爆炸 荷载,与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011对横墙间距 规定的目的相同。 3.0.14根据爆炸安全性评估结果对既有建筑物仅需进行局部抗 爆设计时,需考虑没有进行抗爆设计部分破坏时对抗爆设计部分 的作用和影响(包括相邻有非抗爆设计部分及抗爆结构上方有非 抗爆设计部分等情况),以避免局部破坏导致整体破坏或可能产生 的碎块阻塞建筑物的安全出口。 3.0.15悬挑式雨篷在爆炸冲击波荷载作用下遭受倾覆破坏的概 率较大,破坏后极有可能悬吊在建筑安全出口的上侧使得门扇无 法开启,造成疏散救援通道被堵塞的严重后果。因此规定当爆炸 冲击波峰值入射超压大于6.9kPa时,不应设置悬挑式雨。当 爆炸荷载等级较低或采用非悬挑的结构方式时,雨篷也需要经过 严格的抗爆验算,以确保在爆炸荷载作用下不被破坏。 室外楼梯作为消防疏散通道,是建筑物外置的附属构件,在爆

构的整体稳固性,不充许出现较大变形,其耗能能力降低,将会使 主要结构构件承受的爆炸荷载增加,进而导致建筑物的抗爆费用 增加。故在一般情况下,抗爆外墙不宜承重。 本条之所以规定抗爆外墙宜与主要结构构件脱开布置,其目 的是避免爆炸荷载直接作用到主要结构构件,同时也为了简化抗 爆构件的动力计算。抗爆外墙与主要结构构件(框架柱、框架梁) 脱开布置时,为保证主要结构构件不承受爆炸荷载,脱开距离不能 小于外墙的最大变形。 目前工程设计中存在一些爆炸荷载不大、尺寸也较小的单层 建筑物,脱开布置时可能会影响到建筑物的使用面积。在此种情 况下,根据方案和经济对比也可采用钢筋混凝土抗爆外墙与框架 柱、框架梁不脱开方案,框架柱、框架梁需同时考虑爆炸荷载作用 3.0.13本条规定的目的是为了保证楼板、屋面板的平面内刚度, 保证将爆炸荷载全部传给抗爆横墙,避免主要结构构件分担爆炸

设计时,需考虑没有进行抗爆设计部分破坏时对抗爆设计部分 作用和影响(包括相邻有非抗爆设计部分及抗爆结构上方有 爆设计部分等情况),以避免局部破坏导致整体破坏或可能产生 为碎块阻塞建筑物的安全出口。

3.0.15悬挑式雨篷在爆炸冲击波荷载作用下遭受倾覆破坏

率较大,破坏后极有可能悬吊在建筑安全出口的上侧使得门扇无 法开启,造成疏散救援通道被堵塞的严重后果。因此规定当爆炸 冲击波峰值入射超压大于6.9kPa时,不应设置悬挑式雨。当 爆炸荷载等级较低或采用非悬挑的结构方式时,雨篷也需要经过 严格的抗爆验算,以确保在爆炸荷载作用下不被破坏。 室外楼梯作为消防疏散通道,是建筑物外置的附属构件,在爆 炸冲击波荷载作用下易发生破坏而丧失其继续使用的功能,并形

成人员疏散和救援作业的安全隐患,故本标准规定当爆炸荷载大 于6.9kPa时,新建抗爆建筑物不应设置室外楼梯。 3.0.16既有建筑物外部所设的所有附属构件都应进行抗爆验 算,以避免在爆炸冲击波荷载作用下发生破坏而阻塞消防通道。 3.0.17~3.0.19抗爆建筑物的外表面一般被设计成一个可以承 受爆炸冲击波超压的密闭保护壳体,以避免爆炸飞溅物进入室内 并保证在爆炸发生时室内的气压仍能够维持在人体所能够接受的 范围之内。为保证建筑物的抗爆保护壳体在爆炸冲击波超压的作 用下不被破坏,所有穿过该保护壳体的工艺管道、风管、通气管、线 缆等形成的孔洞和缝隙等均应采取能够有效抵抗爆炸冲击波荷载 的密封措施,具备承受相应爆炸荷载的能力,并确保其密封构造不 被爆炸冲击波超压击穿,以确保室内人员及设备的安全。 出于同样的考虑,当爆炸冲击波峰值入射超压大于6.9kPa 时,抗爆建筑物不应设置变形缝,可通过采用外墙外保温构造及结 构措施来解决建筑温度应力的问题。 抗爆外墙是主要的抗爆构件,开洞过大或洞口间净距过小,会 严重影响其抗爆和耗能能力,且洞口过大时也会增加洞口抗爆密 封的难度。 还应注意的是,建筑物外墙若设有施工用孔洞时,施工结束后 应及时封闭,并满足相应部位的抗爆要求

形可能使得附着在墙体室内侧的保温构造破坏并产生飞溅物,日 比抗爆建筑物的外墙保温构造设在室外侧更易于满足安全 要求。

4.2作用在建筑物上的爆炸荷载

忽略负压区,从而简化成图4.2.1所示的三角形的波形。

5:1:2由需安承受漆炸何载,抗漆建巩物外了窗的设置安求不 司于普通建筑物门窗。门窗的密封始终是建筑抗爆防护的重要 措施。 1参考国内外相关规范,当爆炸冲击波峰值入射超压达到 1.0kPa时,为玻璃破碎的典型压力。在有人值守的房间或走道上 设置的可开启窗扇应具备在爆炸发生时自行关闭的能力,以减少 爆炸冲击波进入室内破坏室内构造并造成对人体的伤害。 2随看爆炸荷载的提高,危险程度也在同步增加,建筑物外 窗选用固定窗更易于满足安全的要求;对于防排烟系统所要求的 部分可开启窗扇,也只能在需要时再行开启,平时均应处于锁闭状 态,鼓励选择并安装具有抗爆功能的专用排烟窗产品。 3供消防救援人员进入的窗口设置在无人值守的房间或走 廊尽端处,即使在爆炸时发生破损,也可以减少对室内人员构成的 威胁。 4当爆炸冲击波峰值入射超压大于6.9kPa时,楼梯间外墙 防烟窗需采用相应等级的抗爆防护窗,其本身为难以破拆的固定 窗,无法实现火灾时排出楼梯间烟气及热量的功能。考虑到当爆 炸冲击波峰值入射超压大于6.9kPa时,建筑物的层数不超过两 层且楼梯间顶部储烟容积通常较大,故规定楼梯间外墙不再设置 防排烟窗。 5无人值守的抗爆建筑物是可以不设置隔离前室的,只有当 爆炸冲击波峰值入射超压不小于21.0kPa且为有人值守建筑物 时才应按规定设置隔离前室。

6本款中的设备用房,指对周围房间有噪声影响或本身 型建筑设备安装进出需求的房间

型建筑设备安装进出需求的房间。 5.1.4因抗爆防护的要求使得抗爆建筑物较为封闭,安全出口较 为狭窄,与普通建筑物相比其消防通道使用的便易程度有所降低; 同时,由于外墙上门窗的设置受到一定的限制,使得建筑物内部火 灾发生时的灭火及消防救援作业变得更加困难。鉴于抗爆建筑物 的特殊性,针对爆炸冲击波峰值入射超压大于6.9kPa的两层抗 爆建筑物,增加了设置抗爆消防救援门的要求。 1抗爆建筑物一层的安全出口在建筑物内部发生火灾时将 自动解锁,可作为消防救援口使用,抗爆消防救援门仅设置在建筑 物二层的外墙上。 2综合考虑抗爆建筑物的功能设置较为简单、使用人数有限 且状态比较稳定、建筑火灾危险性较低等因素,抗爆消防救援门的 数量可根据建筑物第二层建筑面积的大小及防火分区的设置 确定。 3为提高消防救援的有效性和效率,抗爆消防救援门宜分散 布置。 4为满足消防救援作业的基本需要,设置抗爆消防救援门处 的室内侧应具备相应的可操作空间。该空间应避免被固定设施、 设备所占用,或充满可燃物品如纸质资料柜等;同时,还应避开建 筑出口及线缆进入建筑物的位置,以方便消防救援人员的进入。

5.1.4因抗爆防护的要求使得抗爆建筑物较为封闭,安全出

5.1.5因屋面装配式架空隔热构造在爆炸工况下易成为飞

故抗爆建筑物不得采用该构造。女儿墙构造在爆炸荷载的作用下 为悬臂构件,易于破坏,为减少爆炸生成的碎块,不宜选用砌体等 脆性构件,采用钢筋混凝土结构时也应经过抗爆验算,且应尽可能 降低其高度。

5.1.6鉴于抗爆建筑物的特殊性要求,屋面有组织排雨水系统的

雨水管设计也不同于非抗爆的建筑物

建筑的内排水雨水管不宜直接接入排雨水管网。 2为使该雨水系统满足抗爆的要求,应选用可以承受压力的 管材和连接的方式,如无缝钢管,并采用焊接的方式连接,该管道 系统通过室内段不得开设任何开口,如检查口、清扫口等,以避免 在爆炸荷载作用下被击穿;管材壁厚的选择除应满足承受相应压 力的要求外,还应适当考虑腐蚀余度。

5.2.1当爆炸冲击波峰值入射超压大于1.0kPa且不

5.2.1当爆炸冲击波峰值入射超压天于1.0kPa且不天于 6.9kPa时,建筑选用的外门窗在普通门窗产品的基础上通过采取 必要的措施来增强其承受荷载的能力,如采用钢化或钢化夹层 玻璃。 1对于钢化玻璃,根据现行行业标准《建筑玻璃应用技术规 程》JGJ113,建筑物门窗所使用的钢化玻璃最小厚度为4mm,此 厚度的钢化玻璃已经有了较高的韧性及强度,即使钢化玻璃破碎, 玻璃破碎时已经吸收了大量的爆炸冲击波能量,同时整块玻璃全 部破碎成钝角小颗粒;对于钢化夹层玻璃,钢化夹层玻璃破碎时: 夹层玻璃碎片将黏附在PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片上而不飞溅 或落下。 2为保证爆炸发生时爆炸冲击波不通过未关闭的门进人建 筑物内部,要求安全出口的门设置自动闭门器。

5.2.2本条对抗爆建筑物采用的抗爆防护门做出规定

1由于装置或设备内可燃物质可能因爆炸而抛洒到门外侧 的场地上形成火场,抗爆防护门正常使用状态应保持关闭,并且门 缝应保持密封,使其具有阻隔火焰及烟气在一定时间内进入室内 的功能。 2本款对人员通道抗爆门的构造及性能做出规定。 1)门是抗爆建筑物上最薄弱的建筑构造之一,故其数量和尺 寸均应严格控制,应以能够满足最基本的功能要求为设计原则;

2)自动闭门器作用:保证正常使用期间门扇始终保持关闭状 态;观察窗的作用:在室外发生爆炸后,建筑物内人员通过观察窗 了解室外的状况,判断是否适宜向外疏散; 4)为保证抗爆措施时时有效,保持室内环境的稳定,规定隔离 前室内门、外门不应同时开启,但在建筑物内部发生火灾时应可自 动解锁以便于人员的快速疏散; 5)为保证室外发生爆炸时抗爆门上的观察窗可以正常使用 观察窗的玻璃应能承受爆炸冲击波荷载,并在受热状态下保持透 明状态。 3本款对设备通道抗爆门的构造及性能做出规定。 1门洞口尺寸应满足设备进出的要求,但不宜过大; 4)抗爆门锁应满足在爆炸状态下的强度要求。 4本款对抗爆消防救援门的构造及性能做出规定。抗爆消 防救援门是在建筑物内部发生火灾时消防救援人员进入建筑物开 展消防救援作业的专用通道门。 1)门洞口尺寸应满足消防救援活动的需要,闭合状态应保持 密闭; 3)作为消防救援专用的特种门,为避免室内人员误开启造成 跌落伤害,故只能由消防救援人员从室外侧开启; 4)门扇上设置观察窗供消防救援行动中救援人员观察室内情 况,应同时满足抗爆和防火的要求,观察窗上的玻璃在受热状态下 应保持透明状态; 5)门外侧设置明显标志,便于消防救援人员快速识别和利用 消防救援门;门内侧设置明显标志,警示正常情况下消防救援门不 可开启并有坠落危险

.2.3本条对抗爆建筑物采用的抗爆防护窗及室内玻璃隔墙估

1抗爆防护窗在爆炸工况下易被击穿形成碎片进入室内价 ,因此严格要求在经受爆炸荷载作用时不得破碎。

2抗爆防护窗洞口尺寸应尽可能地小,最好不设。 3内墙玻璃隔墙或窗的玻璃应选用夹层或钢化等安全理 减少因爆炸形成碎片伤人或阻碍人员的疏散。

3内墙玻璃隔墙或窗的玻璃应选用夹层或钢化等安全玻璃, 减少因爆炸形成碎片伤人或阻碍人员的疏散。 5.2.4根据相关规范的要求,建筑防排烟需要设置一些可开启外 窗,在建筑物的日常使用中,外窗常开的情况较为普遍,一旦发生 爆炸,爆炸冲击波将通过开的窗洞口直接进入室内从而使得所 有抗爆措施失去意义,也与抗爆设计的目的相违背,因此做出本条 规定。

窗,在建筑物的日常使用中,外窗常开的情况较为普遍,一旦 爆炸,爆炸冲击波将通过敲开的窗洞口直接进人室内从而使 有抗爆措施失去意义,也与抗爆设计的目的相违背,因此做出 规定。

5.3.1由于抗爆建筑物处于石油化工易燃易爆的生产环境,为避 免因装置爆炸而引发的次生火灾,减少财产损失,抗爆建筑物所采 用的外墙保温材料应具备不燃的特性。本条中的整体构造指的是 在爆炸工况下,装饰面层可与外墙产生整体变形且不产生飞溅物 的构造做法,如涂料外墙、金属板幕墙;装饰面砖、石材外墙、玻璃

幕墙,因在爆炸工况下变形后易产生飞溅物,不属于整体构造。 5.3.2抗爆建筑物内设有通高的房间,如中心控制室的操作大 厅,一般房间面积大、层高高,若发生火灾,其蔓延的速度快、面积 大、不易控制,因此此类房间吊顶及内墙装修应选用不燃的材料和 构造系统。 5.3.3本条对抗爆建筑物吊顶构造做出规定。 1在发生爆炸时混凝土结构体系可能产生较大的变形,为了 减少吊顶由于受到水平力的冲击而使得面板脱落伤人,需要增加

,一般房间面积大、层高高,若发生火灾,其蔓延的速度快、面 大、不易控制,因此此类房间吊顶及内墙装修应选用不燃的材料和 可造系统

.3.3本条对抗爆建筑物吊顶构造做出规定,

1在发生爆炸时混凝土结构体系可能产生较大的变形,为了 减少吊顶由于受到水平力的冲击而使得面板脱落伤人,需要增加 变形缝。 2增加吊顶龙骨体系的刚度后,可以减轻事故的损失。 3在事故状态时,即使面板脱落也不至于对人员造成严重 伤害。 4考虑到在事故状态下灯具不应脱落,以免对人员造成 伤害。

5.3.4由于外墙的变形可能使活动地板块凸起造成二次伤害,故

5.3.4由于外墙的变形可能使活动地板块凸起造成二次伤害,敌 规定在活动地板与外墙之间预留一定的变形缝。 5.3.5由于爆炸冲击波峰值人射超压大于6.9kPa的抗爆建筑 物的外墙在爆炸冲击波荷载的作用下可能产生较明显的变形,在 抗爆外墙内侧墙面直接贴砌瓷砖或脆性保温砌体可能因此而爆 裂,产生碎片进出伤及室内人员,在此墙面上安装的电气设备或线 路可能因此受到损坏而不能使用,故做出本条规定。 5.3.6抗爆建筑物是一个全密闭的空间,室内空气质量全靠机械 系统维系。在装修构造中不得使用高分子有机复合材料,如铝塑 板、各类发泡板和塑料装饰板等,是为了避免在火灾时该类材料产 生的有毒烟气伤害室内及消防救援人员。由于未经封闭处理的矿 物棉类产品会向空气中散发微型颗粒,导致室内空气质量不符合 室内环境的环保要求,因此在吊顶构造中不得使用

6.1.1~6.1.4根据爆炸荷载特点、建筑物在遭受爆炸荷载后结 构构件充许的工作状态,给出了结构构件允许延性比、支座转角的 要求,虽然不能直接反映结构构件的强度、挠度等情况,但能直接 表明结构构件所处的极限状态;爆炸荷载作用下,结构构件允许出 现一定的塑性变形,故不要求进行裂缝验算;但正常荷载作用下需 验算是否满足国家现行标准的设计要求。 ASCE手册附录5.B中提及了建筑物在爆炸荷载作用下的三 种损坏响应标准: 低:建筑物局部构件毁坏。建筑物可以使用,但是需要进行维 修,以恢复建筑物外壳的完整性。维修的总成本适中。 中:建筑物大范围的构件损坏。建筑物在修复前不应占用。 维修的总成本很高。 高:建筑物/构件失去结构整体性,并可能由于环境情况(即 风、雪、雨)发生塌。总维修费用达到建筑物更新成本。 同时,还给出了构件的三种响应标准: 低:结构构件没有破坏或有轻微可见的局部永久性损坏; 中:结构构件有一些可维修的永久变形,必要时,替换构件可 能更为经济、美观; 高:结构构件没有失效,但它产生了永久的变形,导致无法 修复。 工程中基于安全原则、风险考虑因素,评估事故发生的可能性 和随之可能发生的隐患,选择合适的损坏标准。 国外许多石油化工公司已经采用了设施“中性风险”理念,在

设施发生事故时,人员需要撤离。该理念规定了不要将人员置于 比室外更具危险的建筑物内。建筑物在设计时应保证爆炸冲击波 和碎片不能进结构。建筑物的性能目标应达到即使结构各部分 严重变形,但是不会失去承载能力和形成飞溅碎片。建筑物的册 塌是不充许的。 本标准表6.1.3、表6.1.4主要基于ASCE手册和本标准第 3.0.4条抗爆建筑物的性能要求,根据构件的不同类型给出了结 构构件的允许变形。结构构件的预期变形不能超出这些规定值。 这些变形允许值随材料、构件类别和抗爆设计目标而不同 般情况下对于构件而言,不充许出现剪切、抗压等脆性破坏。 对加劲砌体填充墙,考虑到填充墙体在爆炸荷载作用下,即使 变形大也不会影响其他受力构件,而且易维修,拆除重做的费用也 较小,参考ASCE手册中的高响应给出了非抗爆涂层加强的加劲 砌体填充墙(受弯构件)支座转角不应超过5°的要求。 对采用抗爆涂层的加劲砌体填充墙,基于抗爆涂层具有良好 的伸长率等性能,保证了即使在支座转角较大情况下填充墙出现 破坏,也不会出现墙体碎片飞出,造成次生灾害。结合工程经验及 HandbookforBlastResistantDesignofBuildings中提及的 DoDCriteriaforAntiterrorism(DoD为DepartmentofDefense 的缩写)中对加劲砌体填充墙的要求,按高响应给出了采用抗爆 涂层加强的加劲砌体填充墙(受弯构件)支座转角不超过8°的 要求。 6.1.5、6.1.6由于自重大和阻尼等原因,一般的混凝土构件的反 弹作用不是非常明显,但是对大跨度屋面结构、钢结构构件,反弹 作用非常明显,在设计时要注意反弹引起的应力反向作用。 6.1.7本条规定的目的,一是为满足抗震构造要求,二是为减小 外墙计算跨度,若外墙计算跨度过大,为满足抗爆要求,就需增加 墙体厚度或加劲材料构造,导致不经济或不合理。设置圈梁虽能

外墙计算跨度,若外墙计算跨度过大,为满足抗爆要求,就需增加 墙体厚度或加劲材料构造,导致不经济或不合理。设置圈梁虽能 满足抗震构造要求,但不能传递爆炸荷载,不能减小外墙计算跨

度,故要求设置能传递爆炸荷载的结构梁,把外墙的爆炸荷载传递 至框架柱或剪力墙,兼作圈梁的同时,也能减小外墙计算跨度

6.1.8外墙高度较高时,为减小其计算跨度,可设置刚性地坪,刚 性地坪应具有一定的平面内刚度,保证将外墙的爆炸荷载传递至 侧墙。

6.2.2建筑抗爆性能最为重要的特点是需吸纳爆炸能量而不造 成整个建筑的结构损毁。用于抗爆结构的建筑材料需具有延性、 韧性和一定强度。本条与现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011相一致,以保证结构某部位出现塑性铰以后具有足够的 转动能力和耗能能力。

6.2.3本条与现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003配筋

6.2.4本条与现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017抗震设 计的材料要求相一致。

窃面积和提高钢筋、钢材的强度等级会增加构件的刚度,降低其延 性和耗能能力,且会导致其传递给其他构件的爆炸荷载增大,进而 导致其他构件不安全;对抗爆结构构件来说,应保证实际构件与计 一致,不是构件越结实、刚度越大越好,

6.2.6材料和结构构件、结构体系对爆炸产生的动力荷载响

与结构的响应时间相比,常规荷载如风荷载和动荷载作用于 结构的速度相对较慢,而且在较长的一段时间内保持恒定。爆炸 荷载作用下,结构承受的荷载迅速增大,构件应力迅速增大。该荷 载是瞬间的,且通常在较短的时间(以ms计)衰减至环境状态。

6.3.1爆炸荷载属于偶然荷载作用,它本身发生的概率极小,作 用的时间很短,但量值很大,起控制作用,依据现行国家标准《建筑 结构可靠性设计统一标准》GB50068及《建筑结构荷载规范》GB 50009,不再考虑其与风荷载、雪荷载、屋面活荷载、地震作用的组 合作用。

6.4.1国外抗爆建筑物的设计方法有一个演变的过程:从最初的 等效静荷载法及传统的静力分析方法(BradfordandCulbertson), 到建立在等效TNT爆炸荷载(Forbes,1982)的基础上,考虑结构 构件动力特性及延性的简化动力分析方法,再到根据蒸气云爆炸 模型来区分爆炸荷载的特点,采用非线性多自由度的动力计算模 型对建筑物进行动力分析。当建筑物为单层时,构件呈现单自由 度动力特征,可采用单自由度的动力计算模型。 闭式解法、图解法、数值积分法是目前单自由度构件动力计算 中常用的简化方法。对于不少于两层的建筑物,结构动力分析宜 采用有限元分析方法进行整体分析。 单自由度构件动力分析的通常做法是先假定构件截面、配筋 A。(钢筋混凝土构件)、加劲材料面积(加劲砌体构件),然后计算 构件的极限抗力R.、构件的弹性极限变形、构件的延性比、构件的 弹塑性变形、支座转角,判断延性比、支座转角是否满足要求。为 方便计算,本标准附录A、附录B给出了图解法、数值积分法的计 算过程和要求

6.4.2为了满足抗爆结构的塑性变形要求,设计时应保证构件首

出现受弯裂缝和钢筋屈服,防止过早地发生斜裂缝破坏,即为折 剪留出稍大的安全储备。

先出现受弯裂缝和钢筋屈服,防止过早地发生斜裂缝破坏,即

尼被保守地忽略了。这是由于爆炸荷载作用时间短,结构很快达 到其最大响应,阻尼效应对位移峰值的影响很小;同时,在塑性响 应阶段期间通过黏性阻尼耗能的作用也值得商榨,这也是忽略阻 尼的另一个原因

6.4.7爆炸荷载作用下,结构构件允许出现较大变形,

构件、加劲砌体构件开裂后惯性矩减小,因此变形计算时应考虑 勾件的开裂惯性矩,使用平均惯性矩

6.4.8屋面板、侧墙平面内和平面外均承受爆炸荷载,因此需进

破坏,需对构件的抗剪承载力进行验算。爆炸试验和爆炸事故中 出现过直剪破坏,因此爆炸荷载作用下除进行斜截面抗剪验算外, 还需进行直剪承载力验算,这两条给出的计算公式参考了国内外 相关手册和标准。 构件受拉时,在直截面处混凝土或砌体不能提供抗剪承载力, 对于两端刚接或一端刚接的混凝土构件,当支座转角天于2°时: 支座处受压区混凝土被压碎,不能考虑混凝土抗剪,需通过设置弯 起抗剪钢筋来承担剪力。 构件在爆炸荷载作用下将发生变形,通过变形耗能,构件承受 的剪力就会减小,故构件上的剪力设计值应取支座动反力

6.5.1~6.5.4钢筋混凝土抗爆墙、框架梁、框架柱、楼板、屋面板 的配筋率、构造要求参考了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定。

6.5.5钢筋焊接时产生的热量会引起钢筋性能的变化,导致强度

降低。焊接区冷却后的收缩文可能导致钢筋的内应力,甚至 断裂,故应避免采用焊接接头,以免影响钢筋的强度和塑性 能力。

《建筑抗震设计规范》GB50011的构造要求,抗爆门、窗上的 荷载需通过门、窗处的墙体承担,因此洞口处需设置暗柱、暗 承担门窗传递的爆炸荷载。

6.5.7要求钢筋混凝土外墙在楼、屋盖处设置暗梁是为了

范》GB50011的相关规定。

6.5.18为保证刚性地坪的平面内刚度,对洞口间净距

6.5.18为保证刚性地坪的平面内刚度,对洞口间净距及洞口1 强钢筋的设置进行了规定。

6.6.1动力响应最大值可以理解为不考虑时间效应的静荷载作 用下的结构总抗力,在任何情况下基础的承载力都不能小于所支 承的结构构件极限承载力。

用下的结构总抗力,在任何情况下基础的承载力都不能小于所支 承的结构构件极限承载力。 6.6.2、6.6.3地基在爆炸动力荷载作用下承载力的提高系数参 考了相关资料的数据: 现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011中地基抗震承 载力调整系数根据岩土的性状取为1.0~1.5。 现行国家标准《人民防空地下室设计规范》GB50038中引用 苏联的实验结果,在核爆炸动荷载作用下,地基土承载力可提高2 倍~6倍。 爆炸荷载作用情况下,基础采用天然地基时,地基土充许承载 力取修正后的地基承载力特征值;经处理后地基土的修正系数按 现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79执行。 当地基承载力不满足要求时,抗爆建筑物应优先采用复合地 基,如采用桩基,因桩的水平承载力较低,为满足水平力的要求,需 要的桩数量较多,不经济,必须采用桩基时,可考虑使用斜桩。 抗爆建筑物采用桩基或复合地基时,应采取防止地坪沉降的 措施。

6.6.2、6.6.3地基在爆炸动力荷载作用下承载力的提高系数

6.6.5抗爆外墙与基础刚接时,基础将承受较大的弯矩,

寸较大,故宜采用铰接形式,设置刚性地坪可减小抗爆外墙计算 度和作用在基础上的荷载,是否设置刚性地坪可根据工程具体 况,方案对比后确定。

6.6.6本条参考了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB500

力,减小爆炸荷载作用下不同基础之间的相对位移和阻止建筑物 滑移。承受爆炸荷载的墙体应采用钢筋混凝土条形基础,当承受 爆炸荷载的条形基础侧向刚度较大时,也可减少侧向联系梁数量。 6.6.7工程中,经常因基坑及室内地坪下回填质量不好,导致室 内地坪和散水沉降、出现裂缝的情况;同时,考虑到抗爆建筑物设 计对被动土压力、基坑抗滑移等的需求,故提出压实系数不应小于 0. 95 的要求。

7.1.3现行行业标准《石油化工控制室设计规范》SH/T3006

GB50160的规定,即建筑物布置在装置内时,控制室、机柜间面 向有火灾危险性设备侧的外墙应为无门窗洞口、耐火极限不低于 3h的不燃烧材料实体墙”

7.3.2自带冷源的空调机减少了中间环节,可靠性高。石油化工 一的循环水温度高、含油,不利于空调机冷凝器的换热,故推荐采 用风冷式。为尽可能确保电气设备的安全,可在摆放空调机的架 空地板下设挡水围堰,并设置地漏,必要时还应设置漏水报警 装置。

制冷站即使设有备用制冷机也不一定可靠,因为冷冻水输送管网 有出现问题的可能。“功能性房间的空调机应采用双冷源型”指的 是功能性房间中采用冷冻水作为冷源的空调机应采用双冷源。当 某些小型功能性房间采用单元式空调机时,不存在采用双冷源空 调机的问题。

7.4新风系统与排风系统

4.1抗爆建筑物一般无外窗,空气无法通过外窗缝隙对流,全 机械通风保证新鲜空气量,所以按人均计算的新风量取值应 些。

气重。因此,新风取气口越高越好。本条的“装置区”与现行国家

抗爆阀的设置条件与本标准第5.1.2条第4款设置抗爆

抗爆阀的安装方式大致有三种:第一种是设置专门的进、 小室,第二种是将抗爆阀安装在外墙上,第三种是将抗爆阀安 屋顶上。抗爆阀直接安装在建筑围护结构上可减少土建工程

外石油化工项目的相关规定

险赢得时间。设置密闭阀以及联锁关闭新风机、排风机,均是为了 防止可燃、有毒气体进人建筑物内

7.5.1本条是为了减少风管长度,降低投资和能耗,对空诈

位置设置提出的要求。

7.5.2空调机的室外机安装在地面上有利于安全,可避免夕

炸将室外机破坏并使其坠落至地面,造成不应有的危险

8.1.1拟对既有建筑物进行抗爆设计时,应首先对该建筑的现状 进行全面的检测和了解。结构是否需要加固,应首先经结构可靠 度鉴定确认。现行国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292、《建筑抗震鉴定标准》GB50023是通过实测、验算并辅以专 家评估做出可靠性鉴定的结论,较为客观,可以作为既有建筑物加 固设计的其本依据

多而复杂GB 50143-2018 架空电力线路、变电站(所)对电视差转台、转播台无线电干扰防护间距标准,为避免重复投资和施工,抗爆设计及施工宜综合考 全、抗震、抗爆的要求。

8.1.7抗爆加固是在构件满足正常承载能力的基础上,通过

提高其承载性能以抵抗其承受的爆炸荷载,当原构件不满足防火 规范要求的耐火极限时,构件加固的同时应采取措施,保证加固后 构件的耐火极限满足规范要求。

8.3.6根据结构加固方法的受力特点,本标准参考现行国家标准 及国内外有关文献将加固方法分为两类,设计时可根据实际条件 和使用要求,结合每种方法的适用范围和应用条件进行合理选择。 石化工程中既有建筑物的加固改造一般在停产检修期间进 行,因此抗爆设计应优先选用施工简单,对生产影响小的加固 方案。 既有建筑的抗爆改造会比新建筑的抗爆设计有更多的限制因 素。工程师需要考虑现有的结构构件能否承受改造中增加的墙体

或屋顶的荷载,现有构件的连接强度的限制、施工空间限制、改造 设备空间限制,外观和改造前后建筑空间的损失等。加固方案的 选择应综合爆炸安全性评估的结果、建筑物的重要性、业主可接受 风险的程度、建筑物现状及核算结果、建筑物周边场地条件、施工 条件及施工工期等因素,并结合消防、建筑设备系统的要求AQ/T 3034-2022 化工过程安全管理导则.pdf,进行 多方案技术经济比较。

目前国内石化工程中既有建筑物砌体墙体的抗爆设计大多采用了 抗爆涂层加固法。抗爆涂层有较强的弹塑性变形能力,可以直接 喷涂于墙体内侧或砌体墙体的两侧,提升砌体墙的延展性和抵抗 爆炸冲击波的能力,涂层厚度可根据爆炸荷载计算调整。采用这 种加固方法的优势在于施工简单,对生产影响小,可不停产进行施 工,不影响建筑外观。

加固可行性、经济性、工期等方面的分析、对比。当计算分析后,建 筑物采用常规加固方案无法满足抗爆要求,需加固构件的范围广、 加固难度大时,也可采用新建钢筋混凝土或钢结构抗爆护罩的方 式对原有建筑物进行抗爆改造,但此种方式的成本高,费时费力, 建议与拆除后新建方案进行综合对比并慎重选用。对于面积较 小、改造难度大的建筑物,也可选用模块化的可移动式抗爆底 护所。

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