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今日话题——关于高压储氢实验室防爆墙设计计算

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       大家早上好呀,一直想写一写关于高压防爆墙的设计计算,那我们就开始我们今天的:“干货”,对于防爆墙的标准,其实有许多,如美国混凝土学会(ACI)的相关规范对钢筋混凝土防爆墙的设计有详细规定《建筑防爆设计规范》GB 50393欧洲有 EN 13123 - 1、EN 13124 - 1 等标准。
其实对于高压储氢实验室防爆墙的设置,主要是为了防止冲击不波所带来的损害,其实我之前的文章有计算过不同容积储氢气瓶的爆炸冲击波和危险距离。
揭开面纱!35MPa 与 70MPa 储氢气瓶爆炸的危险半径
  1. 确定冲击波参数

    冲击波超压是防爆墙设计的关键参数,它表示冲击波到达目标处的压力超过正常大气压力的部分。一般根据爆炸源的类型、当量、距离等因素来确定冲击波超压。例如,对于 TNT 爆炸,可根据经验公式估算不同距离处的冲击波超压。  
    • 常见的经验公式:    (当    时),其中    是冲击波超压(MPa),    是 TNT 当量(kg),    是离爆炸源的距离(m),    是与爆炸环境相关的系数,在开阔空气中,    一般取    
      (冲击波计算如上公式,W的TNT当量我之前的文章也有过计算,大家看一下)  
今日话题——关于气瓶安全泄放量以及氢气爆破能量的一个计算

2、选择防爆墙材料

根据冲击波超压大小选择合适的材料,常用的有钢筋混凝土、钢板、型钢等。不同材料的抗压强度不同,如 C30 混凝土的轴心抗压强度设计值约为  ,Q235 钢板的抗拉、抗压和抗弯强度设计值约为   。


混凝土强度等级    
轴心抗压强度设计值(N/mm2)    
C15    
7.2    
C20    
9.6    
C25    
11.9    
C30    
14.3    
C35    
16.7    
C40    
19.1    
C45    
21.1    
C50    
23.1    
C55    
25.3    
C60    
27.5    
C65    
29.7    
C70    
31.8    
C75    
33.8    
C80    
35.9    

3、计算防爆墙厚度

以钢筋混凝土防爆墙为例,假设已知冲击波超压为  (单位:  ),混凝土的轴心抗压强度设计值为  (单位:  ),安全系数为  (一般取  )。
计算厚度  的公式为:  ,其中  为防爆墙的计算跨度(单位:  )。
防爆墙计算跨度计算)

简支梁模型


  • 两端简支

    :当防爆墙可简化为两端简支的梁模型时,计算跨度    通常取墙体的净跨    ,即    。净跨是指两支座内侧之间的距离。  

固支梁模型


  • 两端固支

    :对于两端固定的防爆墙,可按结构力学方法计算。在弹性理论中,当均布荷载作用时,计算跨度    一般取    ,这里的    同样是净跨。此公式是基于对固定支座约束作用的考虑,通过力学分析得出的经验系数取值。  
  • 一端固支一端简支

    :若防爆墙一端固定,一端简支,计算跨度    的取值一般为    ,其中    为墙体的高度。这是考虑到固定端的约束作用较强,而简支端约束相对较弱,通过对墙体受力和变形的分析得出的计算跨度近似公式。  
               

来源:气瓶设计的小工程师
汽车建筑理论爆炸材料
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首次发布时间:2025-02-09
最近编辑:19小时前
气瓶设计的小攻城狮
硕士 从事IV储氢气瓶行业。
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