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摘要:以民用爆炸物品儲存?zhèn)}庫為地面庫的建筑結(jié)構(gòu)設計為例,從安全角度出収,結(jié)合現(xiàn)場實際,詳細介紹了從選址到庫房各分部工程的設計要點,為類似地面庫的建筑結(jié)構(gòu)設計提供參考。
關鍵詞:民用爆炸物品地面庫設計建筑結(jié)構(gòu)
1引言
2016年2月至8月,我公司對華東某省內(nèi)217個民爆品庫區(qū)進行了實地調(diào)研,從外部安全條件、總平面布置、建筑結(jié)構(gòu)等11個斱面進行了現(xiàn)狀分析。兵中建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患占比為11.34%[1]。如何規(guī)范儲存庫的建筑設計,保證施工質(zhì)量,切實加強庫房的安全性能,顯得尤為重要。本文選擇應用最廣泛的地面庫為例,結(jié)合現(xiàn)場實際,從設計角度對儲存庫的結(jié)構(gòu)安全進行深入分析,進一步加強儲存庫的安全性和實用性。
2地面庫選址原則
根據(jù)民用爆炸物品自身易燃、易爆的危險性特點,在選址時應遠離工礦企業(yè)、城市村鎮(zhèn)、道路交通等人員密集區(qū)域和重要設施,同時要避開不良地質(zhì)環(huán)境,考慮地質(zhì)、水文、山體、地震烈度等因素。庫區(qū)地質(zhì)優(yōu)先選用碎石(卵石)、礫石土質(zhì),承載力高,節(jié)省場地平整成本。在山地選址時盡量利用山丘等自然屏障,但需考慮山體穩(wěn)定性,不能出現(xiàn)滑坡、泥石流等地質(zhì)災害。避開大的河流,以克収生山洪。同時,在設計中,以儲存庫的危險等級及計算藥量計算外部距離,核對道路、周邊建筑、高壓輸電線的外部距離,盡量減少拆除,節(jié)省成本。
3建筑結(jié)構(gòu)安全設計
3.1庫房整體受力體系設計
爆炸物品的儲存庫優(yōu)先考慮磚混結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)磚墻承重,屋蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),對沖擊波、飛散物有較強的抵抗能力。豎向,墻體十字、T字、一字墻端頭均設置構(gòu)造柱,與墻體共同形成支撐體系;橫向,地圈梁和上圈梁分別閉合,構(gòu)造柱與墻體拉結(jié),形成包圍圈,如圖1所示,既增強了房屋的整體穩(wěn)定性和空間剛度,又有效地防止了不均勻沉降和較大的振動荷載。庫房結(jié)構(gòu)設計為單層,層高在3m~3.4m。房高不宜過高,便于庫房的安全防護,同時降低爆炸后對外部的影響。防護土堤設置高度要求不應小于建筑物的屋檐高度[2],如果防護屏障內(nèi)的建筑物過高,相應的防護屏障增高,會增加施工困難,從而擴大基礎底寬,勢必會增加成本。過低無法保證庫房內(nèi)光照和通風效果。對于跨度較大,地震烈度8度以上考慮采用框架結(jié)構(gòu),增加兵整體穩(wěn)定性。一般多應用于汶川、西藏、海南部分地區(qū)。
3.2基礎設計
根據(jù)磚混結(jié)構(gòu)的建筑特點,基礎采用條形基礎,如圖2所示,基礎底部為鋼筋混凝土和磚基礎共同受力。基礎深度根據(jù)現(xiàn)場的地勘報告來設計,要求地基承載力特征值fak≥150KPa,基底埋入持力層的深度不應小于300mm。如果地槽開挖后出現(xiàn)不良地質(zhì),需結(jié)合地勘報告,采取換填、強夯、排水固結(jié)、振沖、化學固結(jié)等處理斱法,使兵達到要求。
3.3地面設計
《小型民用爆炸物品儲存庫安全規(guī)范》(GA838-2009)規(guī)定儲存庫地面宜采用不収火地面,當危險品以包裝箱斱式存放且不在儲存庫內(nèi)開箱時,可采用一般地面[3]。在設計時,考慮到現(xiàn)場實際操作的復雜性,為杜絕安全隱患、提高庫房安全性、地面均設計為有防水層的不収火水泥砂漿面層,骨料采用石灰石、白云石。為加強安全,地面上面層加鋪導靜電橡膠板,既能緩沖爆炸物品與地面的沖擊,導除靜電,又能防止產(chǎn)生火花。
3.4墻體設計
墻厚一般為240mm。在跨度較大和地震烈度八級以上或者地基條件差的時候可以采用370mm厚墻體。墻體采用MU10磚M10混合砂漿砌筑,(室內(nèi)地坪以下墻體采用M10水泥砂漿砌筑)[4]。墻體四角設置構(gòu)造柱,與墻體共同受力。構(gòu)造柱與墻連接處砌成馬牙槎(圖3),利于構(gòu)造柱澆搗密實。同時,又可增加墻體和構(gòu)造柱的咬合,形成整體,增加抗震性。在地震烈度八度及以上時需做相應的抗震處理。如沿墻高每隔500mm設置2φ8通長鋼筋和φ6分部短筋平面內(nèi)點焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或φ6點焊鋼筋網(wǎng)片,每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m[5]等措施。
3.5屋面設計
為避免爆炸飛石的二次破壞,采用鋼筋混凝土平屋面,整體現(xiàn)澆。屋面坡度為2%,無組織排水,設置挑檐,斱便屋面排水,對外墻也起到保護作用?,F(xiàn)澆屋面板摻入10%UEA膨脹劑,以抵抗收縮應力,防止或減少混凝土收縮開裂。屋面保溫采用擠塑聚苯板,設計厚度根據(jù)表1中庫區(qū)所在地區(qū)來合理選擇[6]。屋面防水等級為Ⅱ級。采用SBS改性瀝青防水卷材兩層3+3兩道防水。
3.6附屬設施雙層門的設計
《民用爆破器材工程設計安全規(guī)范》(GB50089-2007)規(guī)定,危險品倉庫門宜為雙層。市場上雙層門多為家用住宅用,一般為防盜安全門,為一框雙門,對門框厚度有相應要求。雙層門的兩扇門開門斱向是相反的,外扇向外,內(nèi)扇向內(nèi)。開門斱向,內(nèi)層門規(guī)栺等均與規(guī)范不符,所以需兩門單獨安裝。有的施工單位直接在墻體上按照兩門外開安裝,由于儲存庫墻厚大部分為240mm,安裝不易操作,經(jīng)常出現(xiàn)兩層門“打架”的情況,同時安裝時門框與墻體結(jié)合較弱,安全性能下降。規(guī)范中提到門斗設計,但設立門斗會增加占地面積,從而增加征地成本,廠家一般不采納。根據(jù)這種情況,我們采取門兩側(cè)設立180mm×360mm截面的構(gòu)造柱形式,柱頂與雨篷梁同高。這樣可以加大雙層門安裝截面,斱便施工,安全性能提高。同時,外層門打開角度可接近于180°,斱便民用爆炸物品的搬運,增加兵安全性。內(nèi)層門由設計單位設計,廠家定做,統(tǒng)一美觀。
4結(jié)束語
設計是地面庫建設的先頭興,是整個庫區(qū)安全的前提和基本保障,也是整個庫區(qū)建設成敗的兲鍵??茖W、合理、優(yōu)質(zhì)、安全的設計才能使儲存庫從源頭得到安全保障,杜絕安全隱患。
參考文獻
1李振劉治興.爆破作業(yè)單位民爆物品儲存庫安全現(xiàn)狀調(diào)研與分析[J].煤礦爆破,2017(1):22~26.
2GB50089-2007.民用爆破器材工程設計安全規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2007.
3GA838-2009.小型民用爆炸物品儲存庫安全規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2009.
4GB50003-2011.砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.
5GB50011-2010.建筑抗震設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2010.
605J909.工程做法[K].北京:中國建筑標準設計研究院,2005.
作者:翟清翠 單位:中煤科工集團淮北爆破技術研究院有限公司