文档介绍：对控制室抗爆设计中墙体布置的探讨
摘 要：本文由化工工程项目中控制室抗爆设计引岀了抗爆墙布置 产生的结构扭转不规则问题，讨论了通过刚度协调布置墙体的办法减小扭 转不规则的解决途径，并使用PKPM程序计算分析了一项工程实例，说明 了其合理性和可行性。
关键词：控制室抗爆设计；框架一剪力墙结构；扭转不规则；刚 度协调
中图分类号：TE68文献标识码：A文章编号：1009-8631 (2012) 08-0134-02
1问题的提出
在化工工程项目中，由于装置的多样化、超大规模化、高度的自动化 生产等特点，同时装置生产过程往往是在高温、高压等特殊条件下进行的, 因此装置发生爆炸的风险也相应增加，所以一旦发生爆炸，重要的是保证 装置的生产正常运行及操作人员的生命安全［1］。作为整个生产装置的中 枢，控制室是必不可少的建筑物，而因其内部有操作人员的活动，所以装 置区内的控制室就有抗爆要求，用以保护人的安全，因此石油化工装置中 的控制室均采用抗爆结构。
抗爆控制室设计中，常用的结构形式有钢结构、配筋砌体结构、混凝 土结构(预制混凝土挂板)以及现浇混凝土结构。在实际工程中，用配筋 砌体作为填充墙的钢筋混凝土框架因其简单易行而成为一种常见的做法。
从材料上讲，目前钢筋混凝土因其具有良好的延性被认为是抗爆建筑最经 济合理的材料，尤其是建筑物处于可能产生高压和潜在爆炸源附近时。
2010年实施的《石油化工控制室抗爆设计规范(SH/T 3160—2009))) [2](以下简称《抗爆规范》)第6. ，抗爆控制室宜采用钢筋混 凝土框架一剪力墙结构体系。此规范明确了爆炸荷载效应应采用峰值入射 超压及相应的正压作用时间来确定的方法，并给出了相应的计算公式。因 此，一般情况下，抗爆构件均由钢筋混凝土墙来充当；对结构设计来说， 墙体的布置就是其中重要的一部分内容。
抗爆和抗震对混凝土墙体的设置要求截然不同，但对同一工程来说， 二者的要求又必须同时满足。最典型的情况是：由于在化工工程项目中， 控制室一般情况下是其一面或两面朝向的生产装置区的爆炸源，为了满足 生产使用的需要，抗爆墙自然设于控制室朝向爆炸源的立面上。如下图1 所示，举出一种最常见的简单情形，抗爆控制室的平面布置，爆炸源位于 结构的东侧及北侧，该处墙体成为迎爆面，承受最大的爆炸荷载，若仅考 虑防爆，混凝土墙应当布置于该结构的两条边轴线处(如图中〜轴线处)。 此时控制室的防爆区域并不封闭，仅有部分墙体对爆炸冲击波起到阻隔作 用。
抗爆墙一旦设置，就必须考虑对结构整体的作用，结果墙体往往就会 偏于一隅，因混凝土墙是抗侧力刚度很大的构件，造成了刚度分布的严重 不均匀，刚度中心远离质量中心，结构各个部位抗力不协调。这样就导致 了扭转不规则超限的结果，很显然是背离结构设计基本原则的。因此，《抗 爆规范》，控制室抗爆设计，应根据抗爆要求和受力情况 做到结构各个部位抗力相协调。《建筑抗震设计规范（GB 50011—2010）））
［3］（以下简称《抗震规范》），结构抗侧力构件的平面布 置宜规则对称；第3. ，结构体系宜具有合理的刚度和承载力分 布。规范的这些要求都是为了减小结构平面布置对扭转的影响。所以，在 控制室设计中，有必要采取手段，合理布置