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6.3 结构构造


6.3.1 有易燃、易爆粉尘的厂房宜采用外形平整不易积尘的结构构件和构造。
6.3.2 各级火炸药生产厂房应符合抗震设计规范中相应抗震设防烈度的构造要求,且不应小于6度。
6.3.3 各级火炸药生产厂房不应采用独立砖柱,不应采用空斗墙、乱毛石墙、悬墙。承重砖墙及砖壁柱应采用烧结普通实心砖砌筑,填充墙可采用烧结多孔砖砌筑,砖墙的厚度不应小于240mm。
6.3.4 钢柱、钢梁(包括钢屋架)承重的厂房,结构体系应符合钢结构设计的有关要求,此类厂房围护墙应采用砖砌体,并且柱、梁(屋架)与墙体、屋盖体系应加强连接。
6.3.5 砌体承重结构的外墙四角及单元内外墙交接处应设置构造柱。屋顶檐口标高处及基础顶应设置闭合圈梁。当檐口高度大于4m时,应在门窗洞顶增设圈梁,且圈梁沿墙高间隔小于4m。
6.3.6 轻质泄压屋盖的泄压部分(不包括框架板、檩条、梁、屋架等)的单位面积总重量不应大于0.8kN/㎡。
6.3.7 轻质易碎屋盖的易碎部分(不包括檩条、梁、屋架等)应采用轻质材料,其单位面积总重量不应大于1.5kN/㎡。当内部发生爆炸事故时,应易于破碎成碎块。
6.3.8 各级火炸药生产厂房,预应力混凝土构件混凝土强度等级不应低于C35;预制构件混凝土强度等级不应低于C30;现浇构件混凝土强度等级不应低于C25。
6.3.9 装配式钢筋混凝土屋盖的板缝,应用强度等级不低于C20细石混凝土浇灌密实。
6.3.10 火炸药生产厂房及其邻近的重要建筑物的楼(屋)面板的支承长度应满足下列要求:
    1 现浇钢筋混凝土板伸进墙内长度不应小于180mm。
    2 预制钢筋混凝土板的搁置长度:在砖墙上不应小于120mm,在梁上不应小于100mm。
6.3.11 火炸药生产厂房结构构件的联结应符合下列要求:
    1 大型屋面板、框架板、檩条与梁(屋架)之间应有可靠焊结,每块板应保证三点焊牢。
    2 跨度大于或等于9m的钢筋混凝土梁(屋架)与柱之间宜采用螺栓联结,螺栓直径不应小于22mm,支座垫板厚度不应小于16mm。
6.3.12 厂房主体结构的钢筋混凝土柱,宜采用矩形断面,其最小边长不应小于350mm。墙与柱拉结应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
6.3.13 钢筋混凝土构造柱的断面不应小于240mm×240mm,主筋采用不应少于4根直径为12mm的钢筋,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于200mm。构造柱不可单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或锚入(室外地面下)浅于500mm的基础圈梁内,并应沿柱全高用钢筋与墙拉结。构造柱应与圈梁连结,构造柱的纵筋穿过圈梁。
6.3.14 钢筋混凝土柱、梁承重的单层厂房和钢筋混凝土框架结构多层房屋,其围护砖墙和圈梁应与钢筋混凝土柱相拉结,内、外墙之间应加强拉结,屋面的挑出檐口板应与梁、柱连成整体。
6.3.15 火炸药生产厂房圈梁的位置应符合下列要求:
    1 单层建筑物在屋面梁底标高处沿外墙设置钢筋混凝土闭合圈梁。
    2 多层砖承重的建筑物应在屋盖及每层楼板处沿外墙及内墙(间隔小于或等于12m)设置钢筋混凝土闭合圈梁。
    3 钢筋混凝土圈梁的高度不应小于180mm,配置不少于4根直径为12mm的钢筋。
    4 轻质易碎墙的建筑物在屋面梁底沿外墙设置闭合钢筋带。
    5 现浇钢筋混凝土屋盖或楼盖处可不设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。
6.3.16 火炸药生产厂房山墙顶部宜另外设置钢筋混凝土卧梁,卧梁应与屋盖构件牢固连结。屋面坡度小于或等于1/10且板(檩条)底与下部圈梁顶最大高差小于或等于800mm时,也可不设卧梁。当不设置卧梁时,板(檩条)底应增设垫块或在板缝内增设钢筋与山墙拉结。
6.3.17 火炸药生产厂房砖墙洞口宽度大于或等于900mm时,应采用钢筋混凝土过梁,过梁的支承长度不应小于240mm;当砖墙洞口宽度小于900mm时,可采用平砌式钢筋砖过梁。当为轻质墙时,宜采用钢筋混凝土过梁,过梁的支承长度不应小于300mm。
6.3.18 抗爆间室与主体厂房之间的连接应按下列要求处理:
    1 为了减少爆炸事故对相邻主体厂房的影响,抗爆间室与主体厂房之间宜设置防震缝,缝宽不应小于100mm。
    2 设计药量Q<20kg的钢筋混凝土屋盖抗爆间室及轻型屋盖抗爆间室,并且主体结构跨度不大于7.5m时,可不设防震缝。主体厂房的结构可采用铰接的方式支承于抗爆间室的墙上。
    3 设计药量Q≥20kg的钢筋混凝土屋盖抗爆间室应设置防震缝,与主体厂房结构脱开。
    4 主体厂房结构的支承点,应设置在抗爆间室墙(板)有相邻墙(板)支承的交接处或其靠近部位。
6.3.19 抗爆间室混凝土强度等级不应低于C30。
6.3.20 抗爆间室及抗爆屏院的受力钢筋应尽量避免采用接头,必须采用时应用接头等级为Ⅰ级的机械连接或闪光对焊对接连接。接头的位置应相互错开,并应避开最大受力部位,同一连接区段接头百分率不应大于50%。
6.3.21 抗爆间室及抗爆屏院宜采用双面对称配筋,当采用不对称配筋时,受压钢筋面积不应小于相对应的受拉区钢筋面积的70%。
6.3.22 抗爆间室及抗爆屏院的墙(板)应尽量避免设置洞孔,当必须设置时应符合下列要求:
    1 当洞孔最小边长或直径D小于500mm时,应在洞孔的周围设置加强筋(圆洞应另设环筋),其面积不应小于被洞孔切断的受力钢筋面积,并应将洞孔范围内被切断的钢筋与洞孔边的加强筋扎结。
    2 当洞的最小边长或直径D为500mm~800mm时,除在洞边按上述要求设置加固筋外,还应在洞的四角内外两边各设置2根直径不小于受力主筋的斜向构造筋(斜筋与洞边呈45°放置,长度应满足锚固长度的要求)。
    3 当墙上设置门洞(洞宽小于或等于900mm)时,门洞边距墙边大于或等于500mm,被门洞切断的垂直钢筋,应配置在门洞的两侧。当洞口靠近墙边时,应将被切断的全部垂直钢筋补配在洞口的另一侧。因门洞而切断的水平钢筋的一半应设在门洞的顶部。门洞上部转角处在墙内外两边各设置4根直径与受力主筋直径相同的斜向构造筋(斜筋与门洞边呈45°设置,长度应满足锚固长度的要求)。在门框四周的抗爆墙体应局部加厚。
6.3.23 抗爆间室及抗爆屏院墙(板)的受压区和受拉区的受力钢筋,应用S形拉结筋互相拉结,拉结筋的直径不应小于8mm,间距不应大于600mm。
6.3.24 抗爆间室及抗爆屏院构件应连续浇注,不应设施工缝。当不可避免时,可在基础顶面或屋面板下500mm处设置,施工缝处配不少于受力主筋截面积一半的插筋加强。
6.3.25 抗爆间室墙的厚度不应小于250mm,屋面板厚度不应小于200mm,檐口梁、地基梁的断面不应小于300mm×300mm。
6.3.26 轻质易碎屋盖的钢筋混凝土抗爆间室,墙顶应设钢筋混凝土女儿墙,其高度根据药量确定但不应小于500mm,厚度应进行计算确定,且不应小于150mm。
6.3.27 当采用有泄爆带的现浇钢筋混凝土抗爆屏院时,屏院梁、柱断面不应小于250mm×250mm,屏院板厚不应小于120mm。
6.3.28 有腐蚀介质作用的厂房中,构件混凝土强度等级应满足现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关要求。
6.3.29 有腐蚀介质作用的厂房,其现浇钢筋混凝土屋面板厚度不应小于90mm;楼板(平台板)厚度不应小于100mm;柱子最小边尺寸不应小于350mm;跨度大于或等于6m的梁的最小宽度不应小于300mm。
6.3.30 有腐蚀介质作用的厂房,其现浇钢筋混凝土主梁及跨度大于或等于6m的次梁伸入承重砖墙的支承长度不应小于370mm;跨度小于6m的次梁伸入承重砖墙的支承长度不应小于240mm;板伸入承重砖墙的支承长度不应小于120mm。
6.3.31 有腐蚀介质作用的厂房,其现浇钢筋混凝土板,洞边构造应符合下列要求:
    1 洞口边长(直径)小于或等于800mm,且洞边不承受设备荷重时,板底应加设2根直径大于或等于12mm的附加钢筋。
    2 洞口边长(直径)大于800mm或洞边承受设备荷重时,应加设洞口边梁。
6.3.32 有腐蚀介质作用的厂房,其楼盖、平台等悬臂结构,当挑出长度大于1.2m时,不宜设置挑板而采用挑梁方式。
6.3.33 有腐蚀介质作用的厂房,其门窗洞口宽度大于或等于900mm时,应采用钢筋混凝土过梁。
6.3.34 有腐蚀介质作用的厂房,其基础材料,应采用毛石混凝土、素混凝土或钢筋混凝土结构,不得采用普通砖和毛石砌体。钢筋混凝土的强度等级不应低于C30,毛石混凝土和素混凝土的强度等级不应低于C25。
条文说明
6.3.1 易燃易爆粉尘是指各种火药、炸药、氧化剂、燃烧剂等粉尘,这些粉尘的聚集不但增加了口常的清扫工作,而且可能引起自燃导致事故。所以构件要外形平整不易积尘,特别是屋盖的选型,首先要考虑采用无檩平板体系,不宜采用有檩体系,更不宜采用易积尘的构件。
6.3.2 本条主要是考虑危险品生产区发生爆炸事故后,不仅产生空气冲击波还有地震波,而提出适当提高非地震设防地区的生产厂房的抗震性能。
6.3.3 墙体不应采用独立砖柱、空斗墙、悬墙、乱毛石墙等,因其自身抗震、抗爆性能差,在地震及爆炸事故中,破坏严重,并且容易发生倒塌。
6.3.4 钢柱、钢梁承重结构具有较好的抗震及抗爆性能,只要在防火方面满足防火规范的要求,就可以用于危险品生产厂房的主体结构。围护墙应采用砖砌体,主要是考虑安全规范确定危险品厂房内部安全距离的依据是以往砖砌体房屋的试验数据。如果围护墙要采用其他材料的围护结构,则必须要有可靠的试验数据或经验数据做支撑对内部安全距离进行修正。而目前还不具备其他围护结构的试验或经验数据,因此,本条提出围护墙应采用砖砌体。
6.3.6 轻质泄压屋盖用于无烟药厂房,当建筑物内部发生事故时,要求屋盖具有泄压效能,而使建筑物主体结构尽可能不遭受破坏。
    轻质泄压屋盖一般由承重骨架(包括周边骨架或檩条等)和泄压部分(轻质板、防水层、保温层等)两部分组成,为了使发生事故时保留承重骨架,泄压部分能瞬时掀掉,泄压部分应由轻质材料构成,重量越轻越好。
    关于泄压部分重量的限值,根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定,作为泄压设备的轻质屋面板的单位质量不宜超过60kg/㎡。又根据兵器某厂单基无烟药多次事故资料,当泄压部分在重量不超过1.5kN/㎡时可起到泄压作用。当然采用重量更轻的材料作为泄压面积的轻质屋盖可以迅速泄压,从而减少爆炸引起的破坏,鉴于当前材料供应情况和给设计人员更大的材料选择空间,本规范规定泄压屋盖泄压部分重量不应大于0.8kN/㎡。
6.3.7 轻质易碎屋盖,用于生产、使用、贮存炸药的厂房、库房。当建筑物内部发生爆炸事故,要求屋盖在空气冲击波作用下易破碎成碎块,以减少对本建筑物和周围建筑物的影响。
    当厂房发生爆炸的瞬间,由于屋面的自重与泄爆能力成反比,即自重大泄压能力差,故屋面也要求轻。因炸药比无烟药威力大,屋面重量的限制也没有轻质泄压屋盖要求高,但为了使整个屋盖起到轻质易碎效果,提出易碎部分重量不应大于1.5kN/㎡。
6.3.9 为了增强屋面的整体性,要求预制板板缝用C20细石混凝土填实。
6.3.10 危险品生产厂房及其邻近的重要建筑物,为了防止因板的搁置长度不足导致发生爆炸事故时板与墙拉开,甚至板塌落,本规范根据事故调查,参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011,规定了板搁置在墙、梁上的支承长度。
6.3.11 根据事故调查和震害分析说明,屋盖构件的整体联结,对提高建筑物抗爆、抗震能力起着很大的作用。
6.3.13 为了提高建筑物抗事故的能力,对有爆炸危险的砖房根据需要采取了构造柱的加强措施。本规程根据地震规范的要求,对构造柱的断面、配筋及连接作了规定,但考虑火化工工厂建筑物的墙较厚,将最小断面定为240mm×240mm。
    根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定,构造柱不可单独设置基础,可锚入基础圈梁内。本规范将此沿用。
6.3.15 事故调查及震害经验证明,圈梁是增强建筑物整体性,提高抗爆抗震能力的有效措施。本条是针对火炸药生产工厂建筑物的特点并参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对圈梁的设置作出的规定。
6.3.16 关于山墙设卧梁的问题。某兵器厂事故的分析及地震震害表明,由于山墙与屋盖构件无锚拉,山墙尖处于悬臂状态,当发生爆炸事故时,山墙尖容易产生很大的出平面位移和弯拉应力,致使山墙顶部失稳倒塌。为了保证山墙顶不外闪,本条规定有爆炸危险品厂房当屋面坡度大于1/10且板底与下部圈梁顶间距大于800mm时,应设钢筋混凝土卧梁。
6.3.18 本条提出了抗爆间室与相邻主体厂房的构造要求。抗爆间室与相邻主体厂房之间设缝主要是从生产实践和事故中总结出来的。以往抗爆间室与主厂房之间不设缝,当抗爆间室内爆炸后,发现由于抗爆间室墙体变位,与主体结构连结松动,产生较大裂缝等危害主体结构的问题。条文中针对药量较小时,爆炸荷载作用下变位不大的特点,确定可不设缝,这是根据一定的实践经验和理论计算而决定的。规定轻质易碎屋盖设计药量小于5kg,钢筋混凝土屋盖设计药量小于20kg时,且主体结构跨度小于或等于7.5m时可不设缝。为使连接部位相对变位控制在较小范围以内,仍要加强两者的连接,加大支承长度,加强锚固等措施。有条件时,抗爆炸间室与主体厂房间尽量设缝。
6.3.20 在抗爆结构中为了提高钢筋混凝土构件的极限强度,要求受力钢筋应尽量避免采用接头。当必须采用接头时,为了保证质量且不减少其延性,规定采用机械连接或闪光对焊,并对接头的位置及同一连接区段接头百分率提出要求。钢筋连接必须遵循有关规范。
6.3.21 承受爆炸荷载的钢筋混凝土结构,考虑其高压区反向荷载变化大的特点,本条规定抗爆结构受压区钢筋面积不小于受拉钢筋面积的70%。
6.3.22 抗爆间室墙、板开设洞孔会造成墙、板强度削弱和洞孔周边应力集中,因此原则规定应尽量避免设置洞孔。但为了生产需要往往要设置观察窗、传递窗、装甲门、排风筒等孔洞,为了使被削弱后的结构构件能得到补偿,本条规定了不同孔洞周边的加强措施。通过抗爆间室试验及事故调查证实采取这些构造措施是可行的。
6.3.23 双面配筋的钢筋混凝土墙(板),为保证动荷载作用下钢筋与受压区混凝土共同工作,在内、外或上、下层钢筋之间设置一定数量的拉结筋是必要的。
6.3.24 钢筋混凝土抗爆间室因要承受很大的冲击波荷载,而施工缝又是潜在薄弱处,为了避免反复荷载作用下施工缝薄弱面及裂缝的扩大,影响安全及使用,本条要求抗爆间室构件应连续浇筑不设施工缝。当不可避免时,规定施工缝应设置在低应力区,即在基础顶面或屋面板下500mm处设置,并用插筋加固。
6.3.26 轻质易碎屋盖的钢筋混凝土抗爆间室,一旦内部发生爆炸事故,大部分冲击波和破片将从屋盖泄出,为了尽可能地减少对相邻屋盖的影响,规定轻质易碎屋盖的抗爆间室墙顶应设钢筋混凝土女儿墙。女儿墙的高度过去一般均采用500mm,但事故分析表明,这一数值是最小值,随着间室药量增大,女儿墙的高度也应相应增加。
6.3.31 钢筋混凝土楼板的孔洞处,不仅是最易接触腐蚀介质的部位,而且也是最易产生裂缝,发生变形的部位。为了防止洞口产生过大的裂缝和变形,规定洞口边长(直径)大于800mm或洞边承受设备荷重时,应加设洞口边梁,以保证必要的刚性、整体性和抗裂性。
6.3.34 由于侵蚀性液体的渗漏易使基础受到腐蚀。对于砖砌体,由于其耐化学腐蚀性不强,孔隙大,容易吸收腐蚀介质,当介质具有结晶腐蚀时破坏更为严重,再加上砖基础放脚曲折太多,容易积聚侵蚀性介质,不易进行表面防护;对于毛石砌体,虽然其毛石一般比较密实,耐腐蚀性能也比较好,但毛石的外形不规整,灰缝大,砌筑时很难使灰缝密实,表面平整,又由于砌体的外表面不平,抹面和涂刷沥青都难保证质量,故规定上述两种砌体均不得采用。毛石混凝土、混凝土、钢筋混凝土有较好的密实性和整体性,强度和抗渗性能也较高,表面平整也易于防护措施的设置,故推荐采用。

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