[摘要] 根据工业建筑工程项目设计过程中所积累的防爆墙设计经验，分别对工业建筑中4种防爆墙的构造要点进行详细介绍，并对每种防爆墙其自身特点及实用情况进行归类总结。在此以论文的形式总结出来，便于在以后工程设计中根据工程特点对防爆墙选型设计进行参考。[关键词] 防爆墙类型； 砖砌防爆墙；钢筋混凝土防爆墙；钢板防爆墙； 成品防爆墙； 爆炸力
近年来，不断发生工业建筑的爆炸倒塌事故，造成诸多生命财产损失。为减免工业建筑爆炸事故发生及爆炸事故造成的损失，现行规范、标准对工业厂房防爆设计有较多规定，比如合理规划厂区总平面布置、教育规范工人操作及加强工人防护用品配置、规范有爆炸危险车间仓库通风换气要求、留设足够的泄压面并设置防爆墙等。其中，合理设置有足够强度的防爆墙是减轻工业建筑爆炸事故危害的重要方法。防爆墙可以定义为耐爆炸压力较强的墙体，即防爆墙设计所考虑的荷载作用是爆炸荷载。爆炸是指在极短时间内，释放出大量能量，产生高温，并放出大量气体，在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化[2]。爆炸荷载是随时间变化的动态特性荷载，防爆墙结构在动态荷载与准静态荷载作用下会表现出完全不同的响应特征和破坏形式。这便于计算，爆炸动荷载作用常简化为等效均布静力荷载，现行规范依据有《石油化工控制室抗爆设计规范》SH/T 3160-2009[4]附录E及《建筑结构荷载规范》GB5009-2012[2]第10.2.2条。工业建筑中爆炸类型很多，例如气体爆炸、粉尘爆炸、锅炉爆炸等。爆炸对建筑物的破坏程度与爆炸类型、爆炸能量大小、爆炸距离及周围环境、建筑物本身的振动特性等都有关，因而精确度量爆炸荷载的大小较为困难，防爆墙设计多根据经验进行结构概念设计，采取合理的构造措施，以满足抗爆要求。根据防爆墙所用材料的不同，工业建筑中常用防爆墙主要分为以下四类：砖砌防爆墙、钢筋混凝土防爆墙、钢板防爆墙、成品防爆墙。由于工业建筑结构形式多样，不同的建筑结构形式选用的防爆墙类型也有所不同。砖砌防爆墙多用于钢筋混凝土框架结构、排架结构；钢筋混凝土防爆墙多用于钢筋混凝土框架结构；钢板防爆墙及成品防爆墙多用于钢框架结构或改造结构。
砖砌防爆墙防爆性能较差，一般只用于爆炸物质较少的厂房和仓库。由于防爆墙不能作为承重墙，砖砌防爆墙多为框架或排架结构的填充围护墙，同时又是在正常使用情况下的隔墙，结构构造应同时满足抗震构造及防爆要求。一般情况下，砖砌防爆墙在墙体构造上应适当强于抗震填充墙要求。（1）材料：砖型号应选用各材质类型实心砖，且最好选用当地质量密度较大材质砖，如混凝土实心砖、页岩煤矸石实心砖等。实心砖强度等级不应小于M10，砌筑砂浆强度等级不应低于MU7.5。（2）砖墙厚度不应小于370mm。当为240mm时，两侧抹灰应适当加厚，且抹灰层内附加钢丝网。（3）构造钢筋：沿墙垂直高度每0.5m不应少于2Φ8拉筋，且应沿墙水平通长贯通。钢筋混凝土柱上设置水平拉筋位置应预埋不小于2Φ10钢筋，水平拉筋两端与预埋钢筋焊接，焊接长度不小于5d或镀锌铁丝绑扎。在保证质量的情况下，砖砌防爆墙墙体内水平拉筋也可采用植筋方式与混凝土结构构件相连。（4）砖墙构造柱设置：墙长大于4m时，应在墙体中部设置钢筋混凝土构造柱，且构造柱顶应与框架梁板底植筋或预埋钢筋相连；墙高超过4m时，应在墙体半高设置与构造柱、框架柱相连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。（5）工程实例：山东某科技有限公司50kt/a环氧树脂项目主装置为四层钢筋混凝土框架结构，其二层3轴线按工艺要求需设置防爆墙，经过与业主沟通，选用砖砌防爆墙，做法如下图：
△ 图2 水平系梁
钢筋混凝土防爆墙与主体结构连接性能好，且防爆性能较砖砌防爆墙优越，使用比较普遍。钢筋混凝土防爆墙设计可参照规范中剪力墙钢筋构造要求，周边钢筋伸入框架梁柱内的锚固长度应满足基本锚固长度要求。计算墙面配筋时按四边固定于框架梁柱进行模型简化，根据墙板长宽比按单向板或双向板进行受力配筋计算。钢筋混凝土防爆墙同砖砌防爆墙一样，也应在构造上进行加强处理。另据研究，对于钢筋混凝土防爆墙增加墙体厚度、减小防爆墙高跨比、提高纵向配筋率对提高其抗爆能力最为重要[3]。（1）材料：混凝土型号不应小于C30[4]，为施工方便，当防爆墙周边梁柱混凝土型号不小于C30时，可采用与其相连梁柱相同型号混凝土。钢筋优先选用HRB400级或HRB335级，不应采用冷加工钢筋。（2）厚度：不宜小于200 mm，可根据预估爆炸力大小或经验适当增加。（3）钢筋：墙体横向和竖向分布钢筋，每层每向钢筋配筋率均不应小于0.25%[1]。钢筋直径不应小于12mm，间距不应大于200mm，且双排布置，双排分布钢筋间应设置不小于Φ8拉筋，拉筋隔一拉一。（4）混凝土墙上尽量避免开洞，当开洞时洞周增加构造暗柱进行加强，且洞口处应采用满足抗爆要求的材料封堵。（5）工程实例：某化工有限公司46kt/a过氧化物及化学试剂项目其它过氧化物车间一为四层钢筋混凝土框架结构，内部根据工艺生产要求设置防爆区，钢筋混凝土防爆墙厚250mm，C30混凝土，典型做法如下图：
钢板防爆墙和成品防爆墙造价相对较高，但防爆性能较好，施工方便，且单位面积质量较轻，常用于钢框架工业厂房或厂房改造中需设置防爆墙的部位。例如江苏某化学股份有限公司泵房改造及BPO防爆间项目新增钢板防爆墙，采用双面6mm厚钢板，1.5m间距10#槽钢龙骨；上海某有限公司无机保温板材项目制漆车间钢结构控制室外墙采用成品防爆墙。两者均按工程特点选用防爆墙类型，满足工程需要。钢板防爆墙和成品防爆墙设计施工有两个关键点，即防爆墙与结构构件之间的连接节点及防爆墙本身构造。钢结构厂房中应预先在钢梁、柱上预留连接件，现场通过普通螺栓或高强螺栓对防爆墙进行固定安装，尽量避免现场焊接固定；钢筋混凝土结构厂房中常通过设置预埋件或后植埋件连接固定防爆墙。成品防爆墙：一般用两层特制防爆板，主龙骨为间距不大于1.2m槽钢，次龙骨为不大于1.2m角钢，抗爆板用自攻螺丝固定在龙骨上，两层抗爆板间填岩棉防火。成品可根据工程具体特点进行设计生产定做，以满足对抗冲击波最大压力和时限的要求。
钢板防爆墙：一般用两层不小于6mm厚钢板，槽钢龙骨间距不大于1.5m。设计中根据爆炸力大小可在两层钢板间填充混凝土或砂增强防爆性能，或填岩棉增加防火性能。
四种防爆墙各有其实用情况，设计选用过程中可根据工程特点进行选型。对比四种防爆墙各自特点，成品防爆墙同比质量较轻，施工方便，节约工期，工厂化生产能提高生产效率，环保节能，是防爆墙发展趋势。随着科技的发展，成品防爆板成本会越来越低，且工厂化生产能提高生产效率，相信会得到越来越多的应用。另外，一般工业厂房结构构形式以钢筋混凝土框架结构居多，很少用到剪力墙结构等，而钢筋混凝土防爆墙从构造上来讲与普通剪力墙相差无异，甚至会在配筋上强于一般剪力墙。当建立计算模型时忽视混凝土防爆墙，结构主体计算模型会与实际受力情况有较大差别，故在主体结构设计时不应忽视这个问题。而相对于钢筋混凝土防爆墙来讲，其余几种防爆墙对主体结构计算模型影响则较小。
[1] GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] GB 50009-2012 建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[3] 张 丽，张礼敬 爆炸荷载作用下钢筋混凝土防爆墙动力响应研究[J].中国安全科学学报，2008，18(9)：99-105.
[4] SH/T 3160-2009石油化工控制室抗爆设计规范[S].洛阳：中国石化出版社，2010.
