建筑結構抗爆設計標準現狀研究

朱月

摘 要：隨著全球經濟的不斷迅猛發展，人們對生活環境也有了越來越高的要求，對于建筑的舒適性和安全性要求也在提高。在我國的工程結構設計中，擁有具體性能的設計方案已經被廣泛采用，如抗震、防火等功能，但建筑的結構抗爆設計還沒有被運用到建筑工程設計當中。本文以性能設計為基礎，結合國內外建筑抗爆設計標準現狀，從客觀角度出發對建筑抗爆結構設計提出了合理建議。

關鍵詞：建筑結構 抗爆標準 抗爆設計 抗爆設計原則

中圖分類號：TU35 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（c）-0086-02

建筑結構抗爆設計與爆炸荷載、結構動力學、建筑布局等多方面的因素息息相關。當前全球恐怖主義活動十分猖獗，自從美國的911事件發生以來，人們對于建筑抗爆能力的關注目光逐漸從軍事建筑轉向了民用和工業建筑，為滿足基本安全需求，建筑結構抗爆設計也必須引入到民用和工業建筑當中。爆炸對建筑主要影響包括了局部的變形和破壞、門窗以及屋頂等重點結構的破壞甚至會導致建筑物的整體崩塌，同時民用建筑具有人員活動密集的特點，一旦發生爆炸會導致巨大生命財產損失。因此科研人員已經逐漸重視起建筑結構的抗爆設計，并做了大量的研究。現已針對軍事建筑、民用建筑、工業建筑等制定了不同抗爆設計標準，已經在各個領域得到了應用并針對各自特殊抗爆需求的建筑進行了不同程度的保護。

1 建筑結構抗爆設計研究背景

和平發展一直是人類文明歷史進程的主題。但是當前國際形勢中的恐怖主義和強權政治以及經濟不平衡發展造成的沖突和矛盾還普遍存在，人類依然處在恐怖主義和戰爭的陰影之下。1982年8月2日，意大利的博洛尼亞火車站發生了炸彈襲擊事件，73人死亡將近300人受傷。2001年9月11日，美國紐約遭受了恐怖襲擊，世貿中心兩棟400多米的大樓倒塌，造成將近3000人死亡，經濟損失更是難以計算。據統計，僅1993到1997四年的時間美國就發生了8000多起爆炸，共有300多人死亡3000多人受傷，經濟損失多達60億美元。我國國內形勢相對穩定，但也有一些工業和民用建筑的爆炸事件，2015年10月2日遼寧丹東市一所居民樓發生燃氣爆炸，事故造成4人死亡5人受傷。2015年8月12日天津港的瑞海公司危險品倉庫爆炸，造成165人遇難798人受傷8人失蹤，直接經濟損失多達68.6億元。在這樣的背景下，我們十分有必要針對減輕爆炸對建筑物的傷害，保護人類生命財產安全做出詳細的研究和探討。

2 建筑結構抗爆標準

2.1 國外建筑抗爆標準

國外對建筑抗爆設計的開展比較早，本文以美國為例，不僅總結爆炸事故的經驗還對建筑物抗爆做了大量的實驗并分析了實驗結果。針對實驗結果的研究，美國相關組織制定了不同標準，歐洲、阿拉伯地區等都采用了相應的標準。這些標準主要包括結構抗爆標準如爆炸荷載、常規武器爆炸、核爆炸、建筑抗爆薄弱部位、連續倒塌等，另外還有非結構抗爆和石油化工類的抗爆標準。

2.2 國內建筑抗爆標準

2.2.1 軍用建筑結構抗爆

軍用建筑抗爆標準可以說是我國的最高標準，根據具體需求和武器標準來制定。我國陸軍也分別制定了抗核武器和常規武器的抗爆標準，并且對標準中的不足之處做了幾次修訂，規定了工程抗爆設計的基本原則和方法。空軍也頒布了針對空中襲擊的《人民防控工程設計規范》，海軍、二炮等也針對性的頒布了抗爆標準。

2.2.2 民用建筑結構抗爆

目前我國還沒有關于民用建筑的抗爆標準，同濟大學副院長李國強及其團隊直到2013年經由中國工程建設標準協會批準編制《民用建筑防爆技術規范》。該項規范編制的成功將大大彌補我國的建筑抗爆設計標準空白，為民用建筑的抗爆設計提供參考。

2.2.3 工業建筑結構抗爆

這里主要指石油化工行業，國家經貿委于2003年下達了行業標準項目計劃通知，即國經貿廳行業[2003]22號，由中國石化洛陽石油化工公司編制《石油化工控制室抗爆設計規范》，目前石油化工行業抗爆標準都在該規范下實施，規范于2009年由工信部發布，改建或者擴建石油化工建筑的抗爆設計可依據此規范。

3 建筑結構抗爆設計

3.1 民用建筑抗爆設計

根據美國對以往爆炸事故的總結和分析，并在大量實驗之后得出民用建筑抗爆設計方案可以按如下的步驟進行。

分析民用建筑物遭受恐怖襲擊的概率，如被襲擊概率非常低可以適當考慮降低民用建筑防爆等級和強度。如果遭受襲擊的概率偏高首先要確定遭受炸彈襲擊的炸彈量和爆炸時空氣沖擊的強度，此外要考慮內部爆炸的可能性，如天然氣泄露等。確認了爆炸方式及強度之后就要選擇適當的結構體系進行建筑來抵擋爆炸帶來的沖擊，在選擇了適當結構體系之后要對具體結構進行抗爆實驗，分析結果是否能有效抵御爆炸。民用建筑的門窗應采用防爆玻璃來防止爆炸產生的碎片對人造成再一次的傷害，對防爆門和建筑物總體也要進行抗爆能力分析。

3.2 工業建筑抗爆設計

石油化工行業的環境比較特殊，需根據其內部也會發生爆炸的特殊性來進行建筑設計。建筑抗爆等級的判定要根據不同企業實際情況來進行，根據企業內部可能發生的爆炸量級和外部襲擊的爆炸量級來設計防沖擊建筑。通過分析建筑結構在爆炸荷載下的極限承受能力確定抗爆強度，根據具體企業自身特性和抗爆能力極限來選擇合適的建筑材料以及結構體系，經過結構分析、部件選擇、內外部抗爆需求來最終確定詳細的設計圖紙。

3.3 軍用建筑抗爆設計

與民用和工業建筑抗爆標準不同，軍用建筑抗爆有比較明確的位置和方向，若想對軍事目標造成一定打擊就必須要有相當的爆炸當量，所以軍事建筑的抗爆在設計時盡量加大抗爆性能，建筑整體都要有很強的對抗爆炸沖擊波的能力。不同軍種、不同軍用設施也應當根據爆炸會導致的損害具體實施建筑計劃。

4 抗爆設計原則

4.1 根據建筑功能分區

首先要確認建筑物內爆炸發生率最高的位置，判斷出爆炸對建筑結構造成的損傷是整體性的還是局部性的。如果是整體損傷，為了防止建筑物整體不受爆炸的傷害，在進行建筑時應根據不同建筑物自身特點，分析建筑構件在爆炸荷載下的反應，設計出一套有效的爆炸沖擊緩沖體系，以免建筑物在爆炸中整體受損，造成整個建筑物的連續坍塌。

4.2 平衡建筑結構

分析爆炸對建筑物的局部損傷位置，并對可能造成損傷的建筑構件進行加固，特別是建筑中的承重部位，防止其在爆炸中失去建筑物的承載能力影響建筑整體的穩定性導致連續坍塌。做好建筑物內結構的平衡不僅可以有效疏導爆炸產生的能量，還可以避免損壞的建筑結構對人造成傷害。

4.3 建筑做好防火

建筑物要做好防火工作，內部抗爆設計要保證在爆炸中產生的煙和有毒氣體可以順利排出，逃生出口、疏散通道等要保證不在爆炸中受損而影響人員逃生。

5 結語

在恐怖主義越發猖獗的今天，無論是民用建筑還是工業建筑都應積極加強抗爆能力，不管在世界上的任何一個位置都應樹立積極的防爆觀念。設計師們在越來越重視建筑抗爆能力的前提下，合理設計出可以有效抵御爆炸沖擊力的建筑是最重要的一點，同時針對民用以及工業建筑內部可能產生的爆炸事故也要有一定的防范措施。

參考文獻

[1] 于潤清，方秦，陳力，等.建筑結構構件基于性能的抗爆設計方法[J].工程力學，2016，12（11）：75-83.

[2] 任其武.重要建筑結構抗爆設計安全規劃與荷載模型[D].天津大學，2014.

[3] 張宇，李國強.國外建筑結構抗爆設計標準現狀[J].工程建設標準化，2014，10（1）：48-51.