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6.1 结构选型


6.1.1 1.1级、1.3级和1.4级生产厂房应采用钢筋混凝土框架承重结构或钢筋混凝土柱、梁承重结构。当采取防火措施后满足二级耐火等级的耐火极限要求时,也可采用钢柱、钢梁(包括钢屋架)承重结构。
6.1.2 1.1级、1.3级和1.4级生产厂房符合下列条件之一的小型厂房,可采用符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003中烧结普通实心砖墙、砖壁柱等承重结构。
    1 无人操作的厂房。
    2 厂房内人员较少的厂房。
    3 危险生产工序全部布置在抗爆间室内,且抗爆间室外不存放危险品的厂房。
    4 承重横墙较密、存药量较少又分散的建筑物。
6.1.3 1.1级生产厂房中黑火药生产厂房、炸药制品生产线的梯恩梯球磨机粉碎厂房和轮碾机混药厂房应采用轻质易碎屋盖,其他1.1级危险性生产厂房应采用钢筋混凝土屋盖。
6.1.4 1.4级生产厂房宜采用钢筋混凝土屋盖。
6.1.5 1.3级生产厂房,其屋盖应符合下列要求:
    1 存药量较大(大于10t)的1.3级生产厂房,应采用轻质泄压屋盖,屋盖的泄压面积应满足下式的要求:
F≥3P                    (6.1.5)

    式中:F——泄压面积(㎡);
              P——存药量(t)。
    当屋盖泄压面积不满足本规范公式(6.1.5)的要求时,应辅以门、窗面积作为泄压面积。
    2 存药量较少的1.3级生产厂房,可用门、窗面积作为泄压面积,当门、窗面积满足公式(6.1.5)的要求时,可采用钢筋混凝土屋盖。
6.1.6 单层及多层的火炸药生产厂房的辅助用房,应采用现浇钢筋混凝土框架结构和钢筋混凝土楼(屋)盖。
6.1.7 火炸药生产厂房的生产间有易燃液体或生产中排出悬浮状态的可燃粉尘,并能与空气形成爆炸性混合物时,其泄压面积的计算尚应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
6.1.8 生产过程中有爆炸危险并能将爆炸破坏影响控制在厂房局部范围内的工序(设计药量不超过50kg),则该工序应放置在钢筋混凝土抗爆间室内。生产过程中有爆炸危险并能将爆炸破坏影响控制在厂房内,则该厂房可采用钢筋混凝土抗爆间室。
6.1.9 抗爆间室的墙应采用现浇钢筋混凝土;当设计药量小于或等于1kg时,可采用屋面泄爆的钢板墙结构;当设计药量小于或等于3kg时,可采用屋面泄爆的钢筋混凝土抗爆间室;屋面泄爆的抗爆间室可不设置抗爆屏院。
6.1.10 抗爆间室屋盖选型,应根据生产状态、设计药量、事故频率、修复快慢、经济效果以及对周围危害的影响等因素综合考虑,并应按下列要求确定:
    1 抗爆间室屋盖宜采用现浇钢筋混凝土屋盖。
    2 设计药量Q≤5kg时,宜采用钢筋混凝土屋盖,当已采取可靠措施消除其对周围危害影响时或与之相连的厂房及其他抗爆间室均为钢筋混凝土屋盖时,也可采用轻质易碎屋盖。
    3 设计药量Q>5kg时,应采用钢筋混凝土屋盖。
6.1.11 抗爆间室轻型泄压窗的外侧应设置抗爆屏院。抗爆屏院应符合下列要求:
    1 当设计药量Q<1kg时,可采用厚度为370mm的M10烧结普通砖与M7.5砂浆砌筑的配筋砌体抗爆屏院,其最小进深为3m。
    2 当设计药量1kg≤Q≤3kg时,应采用现浇钢筋混凝土抗爆屏院,其最小进深为3m;宜采用平面形式Π型的抗爆屏院,可采用平面形式Γ型的抗爆屏院。
    3 当设计药量3kg<Q≤15kg时,应采用现浇钢筋混凝土抗爆屏院,其最小进深为4m;宜采用平面形式Π型的抗爆屏院,可采用平面形式Γ型的抗爆屏院。
    4 当设计药量15kg<Q≤30kg时,应采用现浇钢筋混凝土抗爆屏院,其最小进深为5m,并应采用平面形式Π型的抗爆屏院。
    5 当设计药量30kg<Q≤50kg时,应采用现浇钢筋混凝土抗爆屏院,其最小进深为6m,并应采用平面形式Π型的抗爆屏院。
    6 当设计药量50kg<Q≤100kg时,应采用现浇钢筋混凝土抗爆屏院,其进深为6m~9m,并应采用平面形式Π型的抗爆屏院。
6.1.12 抗爆屏院高度不应低于抗爆间室的檐口的底面标高。当屏院进深超过4m时,其中墙高度应按进深增加量的1/2增高,边墙应由抗爆间室檐口底面标高逐渐增至屏院中墙顶面标高。
6.1.13 有腐蚀介质作用的厂房,除满足本规范第6.1.1条至第6.1.9条的规定外,其承重结构及屋盖宜优先采用现浇钢筋混凝土结构。
6.1.14 有腐蚀介质作用的厂房,其腐蚀性介质类别属下列情况之一者,不宜采用钢结构,并不应采用薄壁型钢结构、轻型钢结构、钢与钢筋混凝土组合结构和钢木组合结构:
    1 当腐蚀性介质类别属于液态介质时(包括Y类中硝酸、硫酸、醋酸等类别)。
    2 当腐蚀性介质类别属于气态介质但对钢材有可能出现中等腐蚀等级时。
    3 当腐蚀性介质类别属于固态介质但对钢材有可能出现中等腐蚀等级时。
6.1.15 有腐蚀介质作用的厂房,根据本规范第6.1.3条至第6.1.10条的规定,要求采用轻型易碎墙体和屋盖时,应采取结构表面防腐蚀措施。
    腐蚀性介质对建筑材料的腐蚀性等级按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定执行。
6.1.16 独立于主体结构的室内作业平台应形成自承载体系,平台上部结构不宜与主体结构相连。
条文说明
6.1.1 危险性建筑物结构设计主要考虑一旦事故发生后,尽量减少对本建筑物和附近建筑物的人员伤亡程度。强调采用钢筋混凝土框架或柱、梁承重结构,主要是考虑钢筋混凝土柱、梁形成的结构体系整体性好、强度大,避免一旦事故发生,维护墙被推倒后,屋盖立即塌落,从而减少对厂房内人员的伤亡和设备的损坏。钢筋混凝土框架结构是指通常的单层或多层现浇钢筋混凝土框架结构,钢筋混凝土柱、梁承重结构是指传统的钢筋混凝土排架结构及框排架结构,一般为单层。
    由于钢屋架重量轻、地震效应小,且我国钢材的供应充足及事故后容易恢复,抗震设计规范规定跨度大于24m的厂房应优先采用钢屋架。本规范中提出了当采用防火处理后满足二级耐火等级的耐火极限要求时,可采用钢框架承重结构体系。
6.1.2 1.1级、1.3级和1.4级危险品生产厂房规定了可采用砖墙砖壁柱承重的危险性建筑物,主要考虑:
    (1)小型厂房是指跨度小于或等于7.5m、长度小于或等于24.0m、高度小于或等于4.5m的厂房。小型厂房砖墙承重结构的刚性还是比较好。
    (2)人员较少或无人操作的厂房,考虑发生事故后,影响较小、复建也快。人员较少是指人员少于3人。
    (3)当计算药量分散且较少时,一旦发生事故,横墙较密的砖墙承重结构能够承受。
    以上这些情形,可采用砖墙砖壁柱承重结构。
6.1.3 1.1级火炸药生产厂房中黑火药生产厂房应采用轻质易碎屋盖,因其事故较多,可减轻对周边的危害。其他生产厂房采用钢筋混凝土屋盖,对防外爆有利。
6.1.4 1.4级火炸药生产厂房,采用钢筋混凝土屋盖,对防外爆有利。
6.1.5 对有燃烧转为爆炸可能的1.3级的危险品,本规范对其生产厂房的泄压面积进行了规定。
6.1.6 各级危险品厂房的辅助用房,采用现浇钢筋混凝土框架结构和钢筋混凝土楼(屋)盖,主要是考虑钢筋混凝土框架结构体系整体性好、强度大,避免生产厂房一旦事故发生,辅助用房的维护墙被推倒后,屋盖坍塌的情况发生,从而减少辅助用房内人员伤亡。
6.1.9 抗爆间室,一般情况下应采用钢筋混凝土结构。目前国内广泛采用矩形钢筋混凝土抗爆炸间,使用效果较好。钢筋混凝土系弹塑性材料,具有一定的延性,可经受爆炸荷载的多次反复作用,又具有抵抗破片穿透和爆炸震塌的局部破坏的性能。
    抗爆间室的屋盖做成现浇钢筋混凝土的较好,其整体性强,可使抗爆间室的空气冲击波和破片对相邻部分不产生破坏作用;与轻质易碎屋盖相比,在爆炸事故后具有不须修理即可继续使用的优点。所以在一般情况下,抗爆间室宜做成现浇钢筋混凝土屋盖。对于设计药量较小的生产厂房,可以采用屋面泄爆的钢板墙结构。主要是工厂有这方面的需求。现在也有了设计方法,实际应用也较好。
6.1.10 抗爆间室采用轻质易碎屋盖时,一旦发生事故,大部分冲击波和破片将从屋盖泄出,而且药量越大的危害越大。本条主要考虑尽量减小对相邻厂房的破坏影响。
6.1.11、6.1.12 本两条提出抗爆屏院的高度要求及抗爆屏院的构造、平面形式和最小进深的要求。抗爆间室轻型面的外面应设置抗爆屏院,这主要是从安全的角度提出来的。抗爆屏院是为了承受抗爆间室内发生爆炸后泄出的空气冲击波和爆炸飞散物所产生的两类破坏作用,一是空气冲击波对屏院墙面的整体破坏作用,二是飞散物对屏院墙面造成的震塌和穿透的局部破坏作用。要求从屏院泄出的冲击波和飞散物,不致对周围建筑物产生较大的破坏,因此,必须确保在空气冲击波作用下,屏院不致倒塌或成碎块飞出。当抗爆间室是多室时,屏院还应阻挡经抗爆间室轻型窗泄出空气冲击波传至相邻的另一抗爆间室,避免可能发生殉爆。
    配筋砖砌体结构通过试验验证,砖石结构整体性差、抵抗重复多次爆炸荷载作用的性能很差。根据试验条件规定,配筋砖砌体结构抗爆屏院仅限于设计药量Q小于1kg的情况。
6.1.13~6.1.15 由于本规范中有腐蚀介质作用的建(构)筑物,除了受到腐蚀介质的影响外,一般都伴有防止可能出现爆炸危险和减轻爆炸事故影响的特殊要求,因此本规范对有腐蚀介质作用的建(构)筑物设计规定的制订原则,基本上按照我国现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046的规定,并从严要求制订的。
    针对上述特殊要求,对有腐蚀介质作用的建筑物结构选型提出优先推荐采用现浇钢筋混凝土结构,这种结构体系容易满足防腐蚀和抗爆影响的要求。
    考虑到某些生产厂房必须采用轻质易碎结构,如此类厂房同时有腐蚀影响时,只能在结构表面采取防腐蚀措施。
    本规范对有腐蚀性介质作用的建(构)筑物的结构选型,不推荐采用钢结构或钢组合结构,主要考虑如下几点:
    (1)规范所涉及的生产厂房一般跨度都不大,基本上不超过18m,从受力观点来讲没必要采用钢结构。
    (2)钢结构构件表面不易平整且节点多,容易积聚有爆炸和燃烧危险的粉尘,对防爆不利。
    (3)钢铁材料本身易受到液态或气态介质的腐蚀,因此对遭受液态介质Y类和S类腐蚀的生产厂房,不应采用钢结构或钢组合结构。
    (4)由于生产厂房很难准确地确定生产环境的相对湿度,当环境相对湿度大于或等于75%时,大部分气态介质和固态介质对钢材会出现强腐蚀情况;即使环境相对湿度小于75%时,也有不少气态和固态介质对钢材产生中等腐蚀现象。从保证国防工业生产厂房的耐久性出发不宜采用钢结构和钢组合结构。

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火炸药生产厂房设计规范 GB51009-2014
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