[發明專利]一種多層鋼筋混凝土復合結構抗爆室

有效

• 申請號: 201811200921.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109208993B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 賀虎成;盧葭;王鐵龍;尹續峰;白文靜;王芳;趙玉立;周靖凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04H9/10;E04H9/14
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本發明提供一種多層鋼筋混凝土復合結構抗爆室，包括抗爆室主體，所述抗爆室主體的一端設置鋼筋混凝土端板，所述鋼筋混凝土端板通過預埋螺栓與抗爆室主體相連，且鋼筋混凝土端板上設置出入口且在出入口上設有可活動的鋼質防護門；所述抗爆室主體包括由鋼筋混凝土澆筑形成的內層和外層，及位于內層和外層之間的吸能層，其中吸能層內設置吸能材料。本發明通過多層復合結構，在內部爆炸作用下，既能承受一定沖擊波荷載和破片侵徹，又能削弱、減少震動能量的往外傳播，達到高抗力、高密閉可靠性的效果。并且，具有優良的抗內爆性能，可用于大當量的爆炸試驗設施。

技術領域

本發明屬于土木工程建筑結構技術領域，涉及一種多層鋼筋混凝土復合結構抗爆室。

背景技術

抗爆室是用來進行各種約束爆炸作用的特殊密閉結構，要求在長期使用條件下不破壞，既封閉又能迅速排出由炸藥爆炸產生的有害氣體。隨著人們對環境保護的日益重視以及爆炸加工技術的發展，以往人們在戶外場地進行的各種爆炸作業被要求改在抗爆設施內完成，尤其是爆炸當量超過一定數量之后。抗爆室的應用，不但大幅降低了大當量爆炸的危險性，而且減小了環境污染，提高了工業生產能力。

爆炸約束技術在國防工程防精確打擊、爆炸試驗研究、燃燒試驗設施、炸藥火工品儲存及運輸設備、防恐怖組織室內恐怖爆炸襲擊、爆炸危險品銷毀裝置、容器鍋爐與管道工程、核反應堆工程、爆炸加工設備與技術等領域得到廣泛應用。約束爆炸主要在密封容器和密閉抗爆室內進行的，密封容器一般采用金屬容器，已廣泛運用于各國的工業、國防及科研領域中，其設計加工也相對簡單成熟。但是，隨著爆炸當量的增大，金屬容器直徑、壁厚和質量的增加很大，制造、檢驗、運輸和現場實施等方面在技術上和工藝上均將遇到難以克服的困難，甚至在某些特定技術或使用條件限制下是難以實現的，同時金屬爆炸容器在應用過程會產生很大的爆炸噪音，影響周圍環境，限制了其應用。要提高密閉容器或結構的抗爆能力，最直接途徑是加大內部空間尺寸和采用高強度的材料，鋼筋混凝土抗爆室可以現場澆筑，顯著加大爆室內部空間尺寸，不存在運輸的限制，可有效提高爆室的抗爆能力，同時抑制爆炸過程產生的噪聲。國外僅美國就采用鋼筋混凝土建造了幾十個爆炸塔，其工作當量為幾十克到上百公斤TNT^[1，2]。國內方面，中科院力學所在上世紀70年代末建造了1kg TNT當量的鋼筋混凝土爆炸塔。上世紀80年代中期中國工程物理研究院流體物理研究所設計建造了5kg TNT當量的鋼筋混凝土圓柱形爆炸塔。

為提高密閉結構的抗爆能力，山東科技大學和西北核技術研究所進行過混凝土加強鋼筒提高抗爆性能的試驗^[3]。在空間不變，混凝土強度受到限制的條件下，更有效的方法是采用多層復合結構，充分發揮材料性能特點。發明專利“復合材料抗爆容器”CN106956847 A，提出了了一種在金屬抗爆容器外包覆纖維層的抗爆容器，提升了容器主體的抗爆性。發明專利“一種抗爆容器隔音結構及其設計方法”CN 108253858 A，提供了一種在金屬抗爆容器外復合泡沫鋁層、石棉層和外包絡層的隔音抗爆容器，可以降低抗爆容器在爆炸過程中產生的噪聲，有效保護周圍環境。可見，多層復合結構是高抗力大當量抗爆室發展的一個趨勢。其基本原理就是應力波在波阻抗不同的介質交界面上會產生反射和透射現象。根據相鄰介質波阻抗的匹配情況，應力波的峰值大小會發生改變，其波形也將產生彌散，從而可以達到削減沖擊波強度，提高結構抗力。

目前，在爆炸沖擊荷載作用下傳統的單層鋼筋混凝土結構的抗爆室抗力低、易產生裂縫、結構密閉性及安全性差，面對大量爆炸試驗向外傳輸的震動和能量越來越大，導致其無法適應各類爆炸規模，無法有效降低爆炸地震波輸出，降低抗爆性能。

發明內容

發明所要解決的課題是，解決現有的單層鋼筋混凝土結構的抗爆室抗力低、易產生裂縫、結構密閉性及安全性差，無法有效降低爆炸地震波輸出以降低抗爆性能的問題。

用于解決課題的技術手段是，本發明提出一種多層鋼筋混凝土復合結構抗爆室，在內部爆炸作用下，既能承受一定沖擊波荷載和破片侵徹，又能削弱、減少震動能量的往外傳播，達到高抗力、高密封可靠性的效果。