曾 雯
(赣州振华装饰工程有限公司)
建筑结构抗爆设计标准现状
曾 雯
(赣州振华装饰工程有限公司)
抗爆设计不能仅仅只用于军事建筑,对于重要的民用建筑与工业建筑也是非常必要的。建筑结构在设计时,不仅仅要考虑其自身的抗震与抗火的性能,抗爆性能也是非常必要的。本文将详细阐述当前国内的建筑结构抗爆设计标准,并以此为根据给予一些有建设性的意见。
建筑结构;抗爆设计;设计标准
自美国“9·11”事件之后,人们清楚的意识到,民用建筑与工业建筑也应该具备足够的抗爆性能,以提升建筑结构的安全性。当建筑发生爆炸时,很容易引起局部结构的变形或破坏,一些重要的构件如门、窗在遭到破坏后很容易引发次生灾害,甚至会引发建筑的整体结构坍塌。由此可见,在民用建筑与工业建筑的结构设计中加入抗爆设计是非常必要的。
1.1 军事抗爆标准
军事抗爆标准是最为严格,也可以看作是我国目前抗爆的最高标准。在军事领域中,根据具体军事需求以及军事武器的标准,其制定的抗爆标准也是不一样的。仅陆军就分别制定了抗核武器和抗常规的抗爆标准,并会根据标准中的不足进行修订版本或发布补充条例[1]。这些标准的内容包含了建筑结构设计的基本原则、要求与具体措施。我国空军也发布了《人民防空工程设计规范》。此外,海军、二炮等军种也会根据其性质制定了相关的抗爆标准。可见,在军事方面,抗爆标准的制定是非常的全面且具体的。
1.2 民用建筑的抗爆标准
我国目前还没有制定关于民用建筑的专业的抗爆标准,直至2013年中国工程建设标准协会才批准同济大学副院长李国强及其团队进行《民用建筑防爆技术规程》的编制工作。该规程编制成功,将弥补我国民用建筑抗爆标准的空白,为民用建筑的抗爆设计提供必要的标准与相关意见[2]。
1.3 石油化工的抗爆标准
石油化工的抗爆标准是在2003年由国家经贸委下令开始编制的,由中国石化洛阳石油化工工程公司负责编制。目前石油化工控制室的抗爆设计是按照《石油化工控制室抗爆设计规范》(GB50779-2012)中的相关标准进行的。该规范就建筑设计、结构设计及通风与空调设计做出详细的阐述,制定出详细的标准。相较于民用建筑的抗爆标准还是比较全面且完善的。
虽然国内关于民用建筑结构设计的抗爆标准还在逐步建立的过程中,但我国可以借鉴国外的在此方面的标准与意见,为完善我国民用建筑结构的抗爆设计提供必要的意见。根据国外相关的抗爆标准,我国可以从以下几个方面逐步完善:
2.1 设立建筑抗爆设计的等级
对所有的民用建筑都进行抗爆设计是不可能的。第一,我国正在由粗放型向集约型社会转型,抗爆设计无疑增加会增加建筑结构设计的成本,并不符合我国发展的大趋势。第二,民用建筑的范围广泛,并不是所有的民用建筑都需要进行抗爆设计。所以设立建筑安全等级,根据建筑的具体的用途、使用年限及受到爆炸的概率来衡量其抗爆设计是非常必要的。按照建筑的安全等级需求、用途、重要性、使用年限和受到爆炸的概率来划分抗爆设计的等级,并根据不同的等级制定不同的抗爆设计的目的、方式等。
2.2 对爆炸可能造成的次生灾害制定标准
建筑发生爆炸所造成的伤害不是一次性的,随和爆发荷载的影响很可能会发生火灾、烟气、坍塌等次生灾害。此时如何快速进行有效的救援工作,建立有效的救援方案,将损失降至最低,也是抗爆设计中的重要部分。通常情况下,建筑的重要性决定了其被爆炸的几率,如机场、火车站这些人口较为密集且是交通重要枢纽的地方,常常会成为恐怖袭击的首要目标。在对这些民用建筑进行抗爆设计时,要方便人群的快速疏散,救援人员快速展开救援工作及后期的恢复工作。对爆炸可能造成的此生灾害制定详细的标准,便于对发生爆炸后的损失进行评估并制定有效的救援方案。
2.3 针对不同类型的建筑结构制定不同的抗爆标准
不同类型的建筑结构在爆炸荷载的作用下所发生的破坏也不一样。钢结构的建筑物在爆炸荷载下很容易出现局部构件破坏,随后会逐步开始连续性倒塌模式。而彻体结构则会在爆发荷载的作用下很容易发生整体坍塌。因此不同建筑结构的建筑物对于抗爆设计的要求也是不同的。
2.4 注意参考最新的相关标准及最新研究
我国关于建筑抗爆设计的标准及相关研究主要集中在军事与石油化工方面,在民用建筑方面还需要进一步的发展。而国外对于这方面的研究比较早,其相关理论与技术也是比较成熟的。美国已经制定出根据不同的爆炸类型和研究对象,标志了不同的抗爆设计标准,以指导建筑采取有效的抗爆设计或防止爆炸后建筑出现结构性连续坍塌。
国外的建筑结构的抗爆设计标准内容主要包括荷载标准、常规武器结构设计标准、核爆炸结构设计标准、针对于建筑抗爆薄弱部位的设计标准、非结构抗爆标准和石油化工标准。尤其是在“9·11”事件之后,人们对于建筑的抗爆设计不再仅仅局限于防止结构构件的变形与损伤,开始致力于将爆炸控制在对建筑结构的局部破坏范围内,防止出现整体结构的连续性坍塌。目前美国公共事务管理局已经做出解建筑结构抗连续性坍塌的设计方式与流程[3]。
相对于国外发达国家,我国民用建筑的抗爆设计仍处于起步发展的阶段,其内容、设计方式与流程都还需进一步的研究。在制定民有建筑的抗爆设计标准时,要结合我国的具体国情,设立建筑抗爆设计的等级,对爆炸可能造成的次生灾害制定标准,并注意借鉴国外的相关的先进研究与标准,才能逐步建立健全我国民用建筑的抗爆设计标准体系。
[1]丁阳,方磊,李忠献,师燕超. 防恐建筑结构抗爆防护分类设防标准研究[J]. 建筑结构学报,2013,04:57-64.
[2]张宇,李国强. 国外建筑结构抗爆设计标准现状[J]. 工程建设标准化,2014,01:48-51.
[3]张健. 民用建筑结构的抗爆设计方法研究[J]. 科技风,2016,10:179.
TU7
B
1007-6344(2016)08-0080-01