建筑结构抗爆设计标准现状研究
摘 要：随着全球经济的不断迅猛发展，人们对生活环境也有了越来越高的要求，对于建筑的舒适性和安全性要求也在提高。在我国的工程结构设计中，拥有具体性能的设计方案已经被广泛采用，如抗震、防火等功能，但建筑的结构抗爆设计还没有被运用到建筑工程设计当中。本文以性能设计为基础，结合国内外建筑抗爆设计标准现状，从客观角度出发对建筑抗爆结构设计提出了合理建议。
关键词：建筑结构 抗爆标准 抗爆设计 抗爆设计原则
中图分类号：TU35 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（c）-0086-02
建筑结构抗爆设计与爆炸荷载、结构动力学、建筑布局等多方面的因素息息相关。当前全球恐怖主义活动十分猖獗，自从美国的911事件发生以来，人们对于建筑抗爆能力的关注目光逐渐从军事建筑转向了民用和工业建筑，为满足基本安全需求，建筑结构抗爆设计也必须引入到民用和工业建筑当中。爆炸对建筑主要影响包括了局部的变形和破坏、门窗以及屋顶等重点结构的破坏甚至会导致建筑物的整体崩塌，同时民用建筑具有人员活动密集的特点，一旦发生爆炸会导致巨大生命财产损失。因此科研人员已经逐渐重视起建筑结构的抗爆设计，并做了大量的研究。现已针对军事建筑、民用建筑、工业建筑等制定了不同抗爆设计标准，已经在各个领域得到了应用并针对各自特殊抗爆需求的建筑进行了不同程度的保护。
1 建筑结构抗爆设计研究背景
和平发展一直是人类文明历史进程的主题。但是当前国际形势中的恐怖主义和强权政治以及经济不平衡发展造成的冲突和矛盾还普遍存在，人类依然处在恐怖主义和战争的阴影之下。1982年8月2日，意大利的博洛尼亚火车站发生了炸弹袭击事件，73人死亡将近300人受伤。2001年9月11日，美国纽约遭受了恐怖袭击，世贸中心两栋400多米的大楼倒塌，造成将近3000人死亡，经济损失更是难以计算。据统计，仅1993到1997四年的时间美国就发生了8000多起爆炸，共有300多人死亡3000多人受伤，经济损失多达60亿美元。我国国内形势相对稳定，但也有一些工业和民用建筑的爆炸事件，2015年10月2日辽宁丹东市一所居民楼发生燃气爆炸，事故造成4人死亡5人受伤。2015年8月12日天津港的瑞海公司危险品仓库爆炸，造成165人遇难798人受伤8人失踪，直接经济损失多达68.6亿元。在这样的背景下，我们十分有必要针对减轻爆炸对建筑物的伤害，保护人类生命财产安全做出详细的研究和探讨。
2 建筑结构抗爆标准
2.1 国外建筑抗爆标准
国外对建筑抗爆设计的开展比较早，本文以美国为例，不仅总结爆炸事故的经验还对建筑物抗爆做了大量的实验并分析了实验结果。针对实验结果的研究，美国相关组织制定了不同标准，欧洲、阿拉伯地区等都采用了相应的标准。这些标准主要包括结构抗爆标准如爆炸荷载、常规武器爆炸、核爆炸、建筑抗爆薄弱部位、連续倒塌等，另外还有非结构抗爆和石油化工类的抗爆标准。
2.2 国内建筑抗爆标准
2.2.1 军用建筑结构抗爆
军用建筑抗爆标准可以说是我国的最高标准，根据具体需求和武器标准来制定。我国陆军也分别制定了抗核武器和常规武器的抗爆标准，并且对标准中的不足之处做了几次修订，规定了工程抗爆设计的基本原则和方法。空军也颁布了针对空中袭击的《人民防控工程设计规范》，海军、二炮等也针对性的颁布了抗爆标准。
2.2.2 民用建筑结构抗爆
目前我国还没有关于民用建筑的抗爆标准，同济大学副院长李国强及其团队直到2013年经由中国工程建设标准协会批准编制《民用建筑防爆技术规范》。该项规范编制的成功将大大弥补我国的建筑抗爆设计标准空白，为民用建筑的抗爆设计提供参考。
2.2.3 工业建筑结构抗爆
这里主要指石油化工行业，国家经贸委于2003年下达了行业标准项目计划通知，即国经贸厅行业[2003]22号，由中国石化洛阳石油化工公司编制《石油化工控制室抗爆设计规范》，目前石油化工行业抗爆标准都在该规范下实施，规范于2009年由工信部发布，改建或者扩建石油化工建筑的抗爆设计可依据此规范。
3 建筑结构抗爆设计
3.1 民用建筑抗爆设计
根据美国对以往爆炸事故的总结和分析，并在大量实验之后得出民用建筑抗爆设计方案可以按如下的步骤进行。
分析民用建筑物遭受恐怖袭击的概率，如被袭击概率非常低可以适当考虑降低民用建筑防爆等级和强度。如果遭受袭击的概率偏高首先要确定遭受炸弹袭击的炸弹量和爆炸时空气冲击的强度，此外要考虑内部爆炸的可能性，如天然气泄露等。确认了爆炸方式及强度之后就要选择适当的结构体系进行建筑来抵挡爆炸带来的冲击，在选择了适当结构体系之后要对具体结构进行抗爆实验，分析结果是否能有效抵御爆炸。民用建筑的门窗应采用防爆玻璃来防止爆炸产生的碎片对人造成再一次的伤害，对防爆门和建筑物总体也要进行抗爆能力分析。
3.2 工业建筑抗爆设计
石油化工行业的环境比较特殊，需根据其内部也会发生爆炸的特殊性来进行建筑设计。建筑抗爆等级的判定要根据不同企业实际情况来进行，根据企业内部可能发生的爆炸量级和外部袭击的爆炸量级来设计防冲击建筑。通过分析建筑结构在爆炸荷载下的极限承受能力确定抗爆强度，根据具体企业自身特性和抗爆能力极限来选择合适的建筑材料以及结构体系，经过结构分析、部件选择、内外部抗爆需求来最终确定详细的设计图纸。
3.3 军用建筑抗爆设计
与民用和工业建筑抗爆标准不同，军用建筑抗爆有比较明确的位置和方向，若想对军事目标造成一定打击就必须要有相当的爆炸当量，所以军事建筑的抗爆在设计时尽量加大抗爆性能，建筑整体都要有很强的对抗爆炸冲击波的能力。不同军种、不同军用设施也应当根据爆炸会导致的损害具体实施建筑计划。
4 抗爆设计原则
4.1 根据建筑功能分区
首先要确认建筑物内爆炸发生率最高的位置，判断出爆炸对建筑结构造成的损伤是整体性的还是局部性的。如果是整体损伤，为了防止建筑物整体不受爆炸的伤害，在进行建筑时应根据不同建筑物自身特点，分析建筑构件在爆炸荷载下的反应，设计出一套有效的爆炸冲击缓冲体系，以免建筑物在爆炸中整体受损，造成整个建筑物的连续坍塌。
4.2 平衡建筑结构
分析爆炸对建筑物的局部损伤位置，并对可能造成损伤的建筑构件进行加固，特别是建筑中的承重部位，防止其在爆炸中失去建筑物的承载能力影响建筑整体的稳定性导致连续坍塌。做好建筑物内结构的平衡不仅可以有效疏导爆炸产生的能量，还可以避免损坏的建筑结构对人造成伤害。
4.3 建筑做好防火
建筑物要做好防火工作，内部抗爆设计要保证在爆炸中产生的烟和有毒气体可以顺利排出，逃生出口、疏散通道等要保证不在爆炸中受损而影响人员逃生。
5 结语
在恐怖主义越发猖獗的今天，无论是民用建筑还是工业建筑都应积极加强抗爆能力，不管在世界上的任何一个位置都应树立积极的防爆观念。设计师们在越来越重视建筑抗爆能力的前提下，合理设计出可以有效抵御爆炸冲击力的建筑是最重要的一点，同时针对民用以及工业建筑内部可能产生的爆炸事故也要有一定的防范措施。
参考文献
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