文档介绍：控制室的抗爆设计
---简化动力分析的方法
2010
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提纲
提纲：
关于爆炸
为什么要抗爆
钢筋混凝土构件在爆炸作用下的性能
抗爆建筑物的设计
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关于爆炸-概念
爆炸通过气体在受限制的空间里突然膨胀而释放机械能、化学能或核能。
按照产生爆炸的物质分类，我们可以将石油化工装置中可能发生的爆炸与TNT爆炸区别开来。常规炸弹炸药包、手榴弹等爆炸就是TNT爆炸；核弹爆炸也相当于TNT爆炸，只不过其释放的能量非常巨大。TNT爆炸的特点是相对于爆炸影响的范围讲，爆炸源相当于一个点。
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关于爆炸-概念
石油化工装置中可能发生的爆炸不同于一般的TNT爆炸，可分为蒸汽云爆炸（Vapor Cloud Explode，简称VCE）、压力容器爆炸、浓缩相物质爆炸以及粉尘爆炸。这几种爆炸在相关的资料中都有介绍。
虽然石油化工装置中可能发生的爆炸存在多种形式，但石化工业内还是主要考虑蒸汽云爆炸。有资料表明，1972年至2000年近30年间，世界上烃类企业各种灾害的统计情况，从统计的角度可以验证上面的论述，尽管这些都是特大灾害而没有统计全面。
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关于爆炸-对人体的伤害
人体直接暴露于爆炸超压可能受到的损害
1bar=100kPa
来源：Loss Prevention in the Process Industries, Frank P Lees, Vol. 2, 2nd Edition
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关于爆炸-对设施的危害
爆炸超压造成的破坏影响
压力 (bar)
破坏程度
讨厌的噪音 (137 dB)，低频 (10-15 Hz)
偶尔震破受压的大玻璃窗户
高噪音 (143 dB)，声音震破玻璃
震破受压的小窗户
典型玻璃破碎的压力
“安全距离”（ 的可能性，超过这个值就不会造成严重的破坏）
发射物限度对房屋的天花板造成一些破坏，10% 的窗户玻璃破碎
有限的较小结构损坏
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大小窗户通常会被粉碎
对房屋的结构造成较小的破坏
房屋部分毁坏，无法居住
-
波纹状的石棉被粉碎
破坏了波纹状的钢或铝板的牢固, 它们跟着被弯曲
破坏了标准住宅木板的牢固, 导致木板被吹掉
造成建设物架的钢结构轻微地扭曲
房屋墙和屋顶部分坍塌
-
没有加固的混凝土或空心砖的墙壁被粉碎
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关于爆炸-对设施的危害
严重结构损坏的最低限度
砖砌的房屋受到50% 的破坏
工厂厂房里的大型机器 (3000 lb) 遭到少许的损坏
钢结构的建设物被扭曲并脱离地基
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无结构的钢板建筑物被破坏
储油罐破裂
轻工业厂房的复合钢结构破裂
木杆被折断
在建筑物里的大型水压机 (40,000 lb) 轻微损坏
-
房屋几乎完全被毁坏
装货的货车箱倾覆
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没有被加固、8-12"厚的砖块因扭曲/弯曲而失效
装货的货车车箱完全被毁坏
房屋可能完全损坏
大型机床 (7000 lb) 被移动并遭严重损坏
特大机床 (12,000 lb) 幸免
弹坑边的极限
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关于爆炸-对部分炼油设施的危害
压力 (bar)
破坏程度
加热炉结构移动、管线破裂
再生器电线切断
裂化反应器电线切断；管架框架变形
加热炉翻倒\破坏
再生器框架变形
管架框架倒塌、管线破裂
再生器倒
裂化反应器倒
爆炸超压对受到冲击的部分炼油设施的影响（Stepgens 1970年）
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关于爆炸-爆炸相似率
爆炸相似率[1]
爆炸冲击波参数可以用爆炸相似率，（也叫“Hopkinson规律”）来求得。假定特定的爆炸产生的冲击波通过空气按照冲击波的形式传递，可以计算得出某一确定的冲击波压力值会在距爆炸源某一距离处产生，而且与能量的立方根成正比。大能量以及核爆已经验证了这样的相似率。因此，爆炸冲击波参数可以利用现有的武器爆炸试验数据（通常是1千吨或者1万吨TNT当量）按照相似率求得。
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关于爆炸-爆炸荷载
通常人们用TNT当量来描述一个特定爆炸的大小。从工业应用来看，很多材料可以引起爆炸。每种爆炸物或者爆炸物组合有其自身的燃烧率。对于蒸汽云，其冲击波特性同样依赖于可燃气（可燃气与