玻璃幕墻抗爆防護設(shè)計研究
隨著人類文明的進步,和平與發(fā)展成為兩大主流,但由于種族主義、恐怖主義、強權(quán)政治和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡所造成的社會矛盾無處不在,所以人類仍然生存在戰(zhàn)爭和恐怖主義襲擊的危險之中,并且襲擊目標(biāo)逐漸從軍事基地轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾拿裼媒ㄖ⒒A(chǔ)設(shè)施和城市標(biāo)志性建筑。而經(jīng)濟的發(fā)展、文化教育的普及,使人們對大型公共建筑的功能和美學(xué)要求越來越高。玻璃幕墻裝飾作為一種融建筑技術(shù)、建筑功能以及建筑藝術(shù)為一體的建筑外圍護構(gòu)件,在世界各國的高層標(biāo)志性建筑中被廣泛采用,成為現(xiàn)代建筑的一種標(biāo)志。在爆炸襲擊時間中,玻璃的散布和碎片的飛濺是人員受到傷害的主要原因之一。這就是要求作為建筑的重要要外圍護構(gòu)件玻璃幕墻具有一定的防爆性能,即在爆炸事件中能夠有效地減小甚至阻止碎片的飛濺,從而有效地減少傷亡和財產(chǎn)損失。因此現(xiàn)代建筑防護技術(shù)將幕墻的防護作為重要的環(huán)節(jié)。
1.抗爆防護設(shè)計目標(biāo)
美國UFC一4一010一01(建筑防恐最低標(biāo)準(zhǔn)),根據(jù)潛在的結(jié)構(gòu)破壞和人員傷亡對新建建筑設(shè)定了5個防護等級,為便于設(shè)計人員使用,DOD(美國國防部)頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),量化地規(guī)定了每個防護等級對應(yīng)的設(shè)防炸彈當(dāng)量及最小防護距離。
美國總務(wù)管理局(GSA)、工業(yè)安全委員會(ISC)以及美國試驗材料學(xué)會(ASTM)分別制定了:GSATSO1一2003《玻璃和窗戶系統(tǒng)在動態(tài)超壓荷載下標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》、(ISC)Security Design Criteriafor New Federal Office Buildingsand Major Modernization Projects《新的聯(lián)邦辦公大樓和主要的現(xiàn)代化工程安全設(shè)計準(zhǔn)則》、ASTMF1642一04Standard Test Methodfar Glazingand Glazing System Subjectedto Airblast Loadings《玻璃和玻璃系統(tǒng)爆炸沖擊波荷載下的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》。這3個標(biāo)準(zhǔn)建議通過試驗確定玻璃的抗爆能力。
玻璃網(wǎng)新聞圖片
ASTMF2248一03中推薦采用“安全防護距離、TNT當(dāng)量和3s等效設(shè)計荷載關(guān)系曲線圖”,根據(jù)實際的安全防護距離和TNT當(dāng)量,可以選出需要采用的3s等效設(shè)計荷載,然后根據(jù)規(guī)范ASTME1300一02中介紹的方法對玻璃幕墻進行等效靜力設(shè)計。同時規(guī)定用于防爆的玻璃必須采用夾層玻璃。
2.防護措施
2.1周邊控制
周邊控制,即通過對建筑物外圍的控制來達到防護目的。外圍控制就是通過一些方法或手段使得爆炸物盡量地遠離建筑。
常規(guī)的炸藥質(zhì)量約為1600kg/m3(約1001b/ft3),相當(dāng)于一個經(jīng)過有效包裝的手提裝置,僅僅只有0.014時(約0.5ft3)大小,可以裝在一個大些的公文包或箱子里。這種裝置可以很容易地帶入結(jié)構(gòu)內(nèi)部,一旦引爆,對結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如承重柱等)會造成相當(dāng)大程度的破壞,并且對居住者造成相當(dāng)程度的傷害。因此,在公共場所入口、郵件收發(fā)室、裝貨場等地方設(shè)立檢查站可以有效的防止此類威脅進入建筑物內(nèi)部。
車輛可以攜帶更多的炸藥,因此在建筑物外圍應(yīng)該設(shè)置合理的措施防止此種威脅的靠近。防護距離對建筑物抗爆有至關(guān)重要的作用。但很多大型的交通中心等,基本上就不存在防護距離或者防護距離不足。最主要的原因就是要想獲得理想的防護距離,建設(shè)成本就得增大。防護距離一般都是通過設(shè)置柵欄、抗爆墻、防撞柱等使爆炸物和襲擊目標(biāo)有一定的安全距離。為了美觀起見,也可以使這些防撞裝置融入到街頭景觀當(dāng)中。
幕墻更換玻璃、幕墻改造、幕墻維修13902244223陳生