石油化工控制室结构抗爆设计及算例(孙新、王铁红).pdf

前言 石油化工装置多数具有易燃、易爆的特征。

这类易燃、易爆装置一 旦发生事故，可能会引起火灾和爆炸事故。

在石化装置中，控制室是保 障装置正常运行的中枢，它控制着装置的运行状态，同时，也是装置中 人员聚集较多的场所。

因此，装置发生爆炸事故时，应确保控制室不受 损坏，避免因装置失控而产生系列事故、次生灾害和人员伤亡。

现阶段，石油化工装置规模正在呈大型化、集中化、密集化的趋势 发展，因此，装置发生爆炸事故的危险性随之增大，爆炸造成建筑物的 破坏、人员和经济损失也随之增加。

具有爆炸危险性建筑物的抗爆设防 也就越来越引起各方的重视。

近年来，石油化工控制室结构抗爆设计在石化行业中被广泛应用， 但相关参考资料并不多。

本书根据《石油化工控制室抗爆设计规范》 （GB50779-2012），参照美国土木工程师协会（ASCE）《Designof Blast Resistant Buildings in Petrochemical Facilities》一书， 结合编者多年从事石油化工控制室结构抗爆设计的经验和体会编著而 成。

本书以等效单自由度体系为基础，详细介绍了控制室抗爆结构设计 的基本原理：建设性地提出了两水准抗爆设计的理念；补充了单自由度 动力计算参数：推导出主次梁耦联振动，两层抗爆结构振动，基础动力 分析等实用计算方程：提出了应用有限软件模拟抗爆工况的处理方法。

本书包含了钢筋混凝土结构、钢结构和配筋砌体抗爆墙等多种结构形 式。

本书不仅详细阐述了结构抗爆设计的动力设计方法，还提供了等效 静力设计方法的实用计算表格。

本书共分七章，内容针对石化控制室抗爆结构设计工程实践中遇到 的问题和处理方法，并列有一些实用图表和计算实例，可供石油化工行 业结构设计人员参考，以助提高设计质量及效率。

本书的特点是内容全
面、实用、可读性和可操作性强。

作，王铁红负责第1、2、7章的编写工作。

由于本书涉及的专业技术面较广，限于编著者水平，不当之处在所 难免，希望读者多多批评指正，我们将不胜感谢。

编著者 2020年4月
目录 第1章概述 1.1石油化工控制室结构抗爆设计的特点 1.2 石油化工控制室结构抗爆设计基本原则 1.2.1 建筑抗爆设计的设防目的 1.2.2 建筑抗爆设计的设防范围 1.2.3 石化控制室抗爆设防要求 第2章 爆炸荷载 2.1 爆炸的种类 2.2 蒸气云爆炸 2.3 爆炸荷载的特点 2.3.1 爆炸荷载类型 2.3.2 爆炸荷载发生的频率 2.4 爆炸冲击波 2.4.1 冲击波超压 2.4.2 冲击波峰值入射超压 2.4.3 峰值反射压力 2.4.4 动压 2.4.5 爆炸冲击波波速 2.4.6 爆炸冲击波波长 2.4.7 爆炸冲击波简化 2.5 控制室爆炸荷载 2.5.1 前墙爆炸荷载 2.5.2 侧墙和屋面爆炸荷载 2.5.3 后墙爆炸荷载 2.5.4 爆炸冲击波荷载的性质 2.5.5 关于L取值的讨论 2.6 爆炸荷载组合 第3章 石化控制室的抗爆设计水准 3.1 关于石化控制室抗爆设计水准的设想 3.2 爆炸荷载与地震荷载比较 3.3抗爆设计两水准的建立 第4章抗爆控制室的结构分析方法 4.1等效静力法
4.1.1 确定等效静荷载 4.1.2 构件的延性设计 4.1.3 截面配筋计算 4.1.4 构件弹塑性变形验算 41.5 等效静力荷载动力系数表 4.2 单自由度动力分析 4.2.1 单自由度体系 4.2.2 单自由度动力方程的求解方法 4.2.3 非线性分析的增量表达式 4.2.4 线加速度法求解动力方程的基本步骤 4.2.5 求解单自由度动力方程框图 4.2.6 单自由度体系等效方法 4.2.7 单自由度体系的支座动反力 4.2.8 抗力函数和有效双直线刚度 4.2.9 各种支座形式和荷载条件的单自由度构件动力计算参数 4.3 多自由度动力分析 4.3.1 两层结构侧墙平面内振动 4.3.2 主次梁耦联振动 4.3.3 应用SAP2000进行抗爆动力时程分析 4.3.4 SAP2000抗爆时程动力分析举例 第5章 控制室抗爆结构设计 5.1 抗爆结构体系 5.1.1 结构组成与传力路径 5.1.2 结构材料 5.1.3 结构计算模型的简化 5.1.4 抗爆结构布置的基本要求 5.2 材料动力特性 5.2.1 强度提高系数 5.2.2 动力提高系数 5.3 设计指标 5.3.1 设计强度 5.3.2 弹塑性变形 5.4 构件的抗爆设计 5.4.1 钢筋混凝土前墙 5.4.2 钢筋混凝土侧墙 5.4.3钢筋混凝土屋面板（平面内） 5.4.4钢筋混凝土屋面板（平面外）
5.4.5钢筋混凝土屋面次梁 5.4.6钢筋混凝土屋面主梁（横向框架梁） 5.4.7 钢筋混凝土...