技术领域
[0001] 本
申请涉及防爆防冲击技术领域，尤其涉及一种应急抗爆墙体。
背景技术
[0002] 自从热武器被引入军事中，炸药在现代战争中基本上已经占据了主导地位。但是，随着恐怖分子的日益猖獗，炸药也被经常用于恐怖活动中。
[0003] 因此，对于一些特定的重要
建筑物，如军事基地、核电站、避难所、大使馆等国家重要机构，一旦有失，所造成的损失将难以估量。所以，需要针对这些建筑物做特殊的抗爆设计，以增强建筑物的安全性。然而，目前国内外对爆炸中建筑物的研究尚不完善，且这些研究主要是集中在军事建筑物和石化工业等易燃易爆行业，而对于普通民用建筑物和非结构建筑物如
门窗等均没有完善的规范。
[0004] 目前，
现有技术中的抗爆设计的主要理念是：通过
混凝土或
钢板完全承担爆炸所带来的冲击。但是，为了完全抵抗爆炸的破坏
力，这种刚性墙体的墙体厚度一般都很厚，且抗爆效果不显著。另外，过厚的墙体由于自重过大，容易在连接处形成薄弱面，在爆炸过后，墙体容易发生倒塌造成二次伤害。
[0005] 国内外有很多学者在研究不同材料的
抗爆性能，以替换传统的钢结构和混凝土结构。目前，国内外研究的热点是采用多孔材料或轻质材料将墙体设计为多层复合结构。主要材料有：硬质聚
氨酯
泡沫塑料、聚丙稀
纤维、钢纤维、泡沫
铝、
橡胶混凝土、高阻抗混凝土等。
发明内容
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种应急抗爆墙体，从而可以有效地提高墙体的抗爆抗冲击性能。
[0007] 本发明的技术方案具体是这样实现的：
[0008] 一种应急抗爆墙体，该应急抗爆墙体包括：
框架墙体、两个
支撑体和底座；
[0009] 所述框架墙体和两个支撑体均设置在底座上；
[0010] 所述两个支撑体分别对称设置在框架墙体的两侧；
[0011] 所述框架墙体包括：前框架板和后框架板；所述前框架板和后框架板之间设置有空腔；所述空腔内填充有柔性材料；所述前框架板的外表面上设置有前纤维层；所述后框架板的外表面上设置有后纤维层；
[0012] 所述支撑体包括：支撑柱和设置在支撑柱中的两个阻尼器；
[0013] 所述支撑柱和两个阻尼器的底部均与底座连接；
[0014] 所述两个阻尼器分别设置在所述支撑柱两端的柱状空腔内；
[0015] 所述支撑柱和阻尼器的外壁上均设置有供所述前纤维层或后纤维层穿过的切口；
[0016] 所述阻尼器与所述前纤维层或后纤维层的一端固定连接。
[0017] 较佳的，所述阻尼器包括：外筒、转动轴和至少一个
叶片；
[0018] 所述转动轴设置在所述外筒的中
心轴处且可绕中心轴转动；所述外筒和所述转动轴的底部均与底座连接；所述外筒和所述转动轴之间的空腔中填充有阻尼液；所述叶片均匀设置在所述转动轴上，各个叶片的一端均与所述转动轴固定连接；
[0019] 所述外筒的外壁上均设置有供所述前纤维层或后纤维层穿过的切口；
[0020] 所述转动轴与所述前纤维层或后纤维层的一端固定连接。
[0022] 所述扭簧环绕在所述中心轴上，所述扭簧的长度与所述中心轴的长度相同，且所述扭簧的一端固定在所述中心轴上，另一端固定在转动轴的内表面上。
[0023] 较佳的，所述前纤维层和后纤维层由纤维增强
复合材料纤维布制成；
[0024] 所述纤维增强复合材料纤维布为芳纶纤维增强复合材料纤维布、玻璃纤维增强复合材料纤维布、
玄武岩纤维增强复合材料纤维布、
碳纤维增强复合材料纤维布中的任意一种。
[0025] 较佳的，所述前框架板和后框架板由
薄钢板、聚氯乙烯材料、纤维增强复合材料板材或木板制成。
[0026] 较佳的，所述柔性材料为
轻质混凝土、橡胶混凝土、高阻尼混凝土、泡沫铝、非
牛顿液体、细砂石颗粒、橡胶板或铅板。
[0027] 较佳的，所述支撑柱的两侧分别设置有预
应力钢筋。
[0028] 较佳的，所述支撑柱的顶部与底部设置有一个或多个加强片。
[0029] 较佳的，所述应急抗爆墙体还包括：顶板；
[0030] 所述顶板设置在所述框架墙体和两个支撑体的顶部。
[0031] 较佳的，所述前纤维层和后纤维层的外表面设置有外涂层。
[0032] 如上可见，在本发明中的应急抗爆墙体中，由于将纤维层(例如，FRP纤维布)与柔性材料相互组合，以充分发挥各自能力，并将FRP纤维布与阻尼器相结合，在抗拉的同时转动阻尼器耗能；同时，支撑体可以采用预应力固定在地面，在固定的同时又可以对冲击力起到缓冲作用。因此，本发明中的应急抗爆墙体的墙体整体传力路径为冲击波—FRP纤维布—框架版—柔性材料—FRP 纤维布—阻尼器—支撑柱—预应力系统，从而可以通过上述的整体
能量传递系统层层吸收、消耗爆炸冲击波的能量，因而可以起到预期的保护效果，有效地提高墙体的抗爆抗冲击性能。
附图说明
[0033] 图1为本发明的具体
实施例中的应急抗爆墙体的侧面剖视图。
[0034] 图2为本发明的具体实施例中的应急抗爆墙体的顶面剖视图。
[0035] 图3为图2中的应急抗爆墙体的局部放大示意图。
[0036] 图4为本发明的具体实施例中的应急抗爆墙体的
正面剖视图。
具体实施方式
[0037] 为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
[0038] 如图1～图4所示，本发明实施例中的应急抗爆墙体包括：框架墙体11、两个支撑体12和底座13；
[0039] 所述框架墙体11和两个支撑体12均设置在底座13上；
[0040] 所述两个支撑体13分别对称设置在框架墙体11的两侧；
[0041] 所述框架墙体11包括：前框架板111和后框架板112；所述前框架板111 和后框架板112之间设置有空腔113；所述空腔113内填充有柔性材料114；所述前框架板111的外表面上设置有前纤维层115；所述后框架板112的外表面上设置有后纤维层116；
[0042] 所述支撑体12包括：支撑柱121和设置在支撑柱121中的两个阻尼器 122；
[0043] 所述支撑柱121和两个阻尼器122的底部均与底座13连接；
[0044] 所述两个阻尼器122分别设置在所述支撑柱121两端的柱状空腔内；
[0045] 所述支撑柱121和阻尼器122的外壁上均设置有供所述前纤维层115或后纤维层116穿过的切口；
[0046] 所述阻尼器122与所述前纤维层115或后纤维层116的一端固定连接。
[0047] 另外，在本发明的技术方案中，所述阻尼器的实现方式可以有很多种，以下将以其中的一种具体实现方式为例，对本发明的技术方案进行详细地介绍。
[0048] 例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，
[0049] 所述阻尼器122包括：外筒21、转动轴26和至少一个叶片23；
[0050] 所述转动轴26设置在所述外筒21的中心轴22处且可绕中心轴22转动；所述外筒21和所述转动轴26的底部均与底座13连接；所述外筒21和所述转动轴26之间的空腔中填充有阻尼液24；所述叶片23均匀设置在所述转动轴26上，各个叶片23的一端均与所述转动轴26固定连接；
[0051] 所述外筒21的外壁上均设置有供所述前纤维层115或后纤维层116穿过的切口；
[0052] 所述转动轴26与所述前纤维层115或后纤维层116的一端固定连接。
[0053] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述前纤维层和后纤维层可以由纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Plastic，FRP)纤维布制成，从而可以进一步利用FRP纤维布强度高的特性来承担爆炸过程中的巨大冲击所带来的拉应力，吸收、消耗冲击波能量。
[0054] 另外，具体来说，所述FRP纤维布可以是芳纶纤维增强复合材料(AFRP) 纤维布、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)纤维布、玄武岩纤维增强复合材料 (BFRP)纤维布、
碳纤维增强复合材料(CFRP)纤维布等纤维布中的任意一种。
[0055] 在本发明的技术方案中，由于在框架墙体的前后都分别设置了纤维层(即前纤维层和后纤维层)，并将上述纤维层的两端都分别与支撑体中的阻尼器固定连接，因此，当受到爆炸冲击波等冲击力时，设置在墙体前后的前纤维层和后纤维层可以利用强度高的特性承担巨大冲击力所带来的拉应力，在拉应力作用下受拉
变形，吸收、消耗爆炸冲击波的部分能量，并且还可以将所受到的拉力传递到阻尼器内，拉动阻尼器中的转动轴发生转动，带动转动轴上的叶片在阻尼液中发生转动，通过该阻尼器中进一步吸收、消耗爆炸冲击波的能量。此外，上述的前纤维层和后纤维层还可以承担框架墙体被压缩变形后的鼓胀效应，利用纤维层的弹性形成一道网兜，兜住框架墙体内的柔性材料。
[0056] 另外，由于本发明的上述应急抗爆墙体中的前框架板和后框架板之间填充有柔性材料，因此可以利用上述柔性材料在冲击作用下发生的大变形、大压缩的特性，承担爆炸冲击波产生的压力，在高压力作用下产生
挤压变形，将爆炸冲击响应均匀传至后框架板，并且在挤压变形中吸收、消耗爆炸冲击波的部分能量。
[0057] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述阻尼器中还设置有扭簧25；所述扭簧25环绕在所述中心轴22上，所述扭簧25的长度与所述中心轴22的长度相同，且所述扭簧25的一端固定在所述中心轴22 上，另一端固定在转动轴26的内表面上。
[0058] 在本发明的一个较佳的具体实施例中，纤维层(例如，前纤维层或后纤维层)的一端可以缠绕在转动轴26上。因此，当前纤维层或后纤维层受到拉伸时，缠绕在转动轴26上的纤维层将带动着转动轴26发生转动。由于中心轴22的底部与底座固定连接，因此中心轴22与转动轴26之间的相对转动将引起扭簧25的弹性变形，扭簧的弹性使得阻尼器能够在发挥作用后回位。
[0059] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述前框架板和后框架板可以由薄钢板、聚氯乙烯(PVC)材料、FRP板材或木板等材料制成。
[0060] 因此，本发明的上述应急抗爆墙体中的前框架板和后框架板可以为框架墙体内部的柔性材料提供容器，并且起到支撑柔性材料的作用。当受到爆炸冲击波等冲击力时，前框架板和后框架板可以通过变形挤压柔性材料，并为框架墙体提供一定的侧向
刚度和面内刚度，确保框架墙体能够正常使用。
[0061] 另外，在本发明的技术方案中，根据实际应用环境所需要的框架墙体的尺寸，所述框架墙体可以是一个整体框架墙体，也可以是一个装配式框架墙体。当所需要的框架墙体的尺寸不大时，可采用整体框架墙体，在工厂加工完成后直接运往现场安装。当所需要的框架墙体尺寸较大时，则可以采用装配式框架墙体，将整个框架墙体分为多个小
块，在工厂生产制作多个小块后，再运至现场进行拼装。
[0062] 此外，在本发明的技术方案中，所述柔性材料应该是具有轻质、高变形、高阻尼、多孔、疏松质等特性的材料。因此，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述柔性材料可以为轻质混凝土、橡胶混凝土、高阻尼混凝土、泡沫铝、非牛顿液体、细砂石颗粒、橡胶板或铅板等材料。根据实际情况的需求，在紧急情况下，该柔性材料也可以现场取材，使用砂石土粒等材料来作为柔性材料进行填充。
[0063] 上述柔性材料在受到爆炸冲击波等冲击力时，在冲击力的作用下受到挤压，原本分散的柔性颗粒被挤压在一起，从而可以利用分子间作用力与挤压力抗衡，最终能量通
过热量耗散掉。另外，颗粒状柔性材料在剧烈运动下，相互之间互相摩擦，可以通过颗粒于颗粒之间、颗粒于面板之间的摩擦来消耗冲击波的大部分能量。此外，上述的柔性材料在耗能的同时，还可以起到支撑空腔的作用。
[0064] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述支撑柱可以由钢材等材料制成。
[0065] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述支撑柱121 的两侧可以分别设置有预应力钢筋31，从而可以对支撑柱进行加强。
[0066] 另外，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述支撑柱的形状可以是
哑铃型，该支撑柱的两端为圆柱，圆柱中设置有柱状空腔，为阻尼器提供放置空间。
[0067] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述支撑柱的顶部与底部设置有一个或多个加强片，用于加强支撑柱的强度。
[0068] 因此，在本发明的技术方案中，所述支撑柱可以为框架墙体和阻尼器提供支撑，为墙体提供框架，使其能够在爆炸中不倒塌。
[0069] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述底座上可以设置有第一固定
螺栓，用于将所述支撑柱固定在所述底座上。
[0070] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述底座上还可以设置有第二固定螺栓32，用于将所述底座与设置在地面上的预埋件33 固定连接，从而可以将底座与地面固定连接。
[0071] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述地面上的预埋件可以是地锚、螺栓或者预应力钢筋。例如，当使用预应力钢筋时，可以通过预应力钢筋的预应力使支撑柱牢靠地固定在地面上。因此，通过上述的底座，可以确保支撑系统的
稳定性。
[0072] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述应急抗爆墙体还包括：顶板14；所述顶板14设置在所述框架墙体11和两个支撑体12 的顶部。
[0073] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述阻尼器的外筒和转动轴也可以由钢材等材料制成。
[0074] 另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述阻尼液可以是液压油等具有高阻尼的液体。
[0075] 此外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，可以根据实际情况的需要，在所述前纤维层和后纤维层的外表面设置外涂层，即所述前纤维层和后纤维层的外表面设置有外涂层。
[0076] 例如，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述外涂层可以是装饰层，也可以是外饰挂板(例如，绘制有图案的宣传画板等)，也可以是涂覆在外表面上的聚脲抗爆涂层，以增加抗爆性能。
[0077] 综上可知，在本发明的技术方案中，由于框架墙体的前后都设置了纤维层，且纤维层的两端都分别与支撑体中的阻尼器固定连接，因此，当受到爆炸冲击波等冲击力时，设置在墙体前后的纤维层可以利用强度高的特性承担巨大冲击力所带来的拉应力，在拉应力作用下受拉变形，吸收、消耗爆炸冲击波的一些能量，并且还可以将所受到的拉应力传递到阻尼器内，拉动阻尼器中的转动轴发生转动，带动转动轴上的叶片在阻尼液中发生移动，从而可以通过该阻尼器中进一步吸收、消耗爆炸冲击波的能量。此外，上述的前纤维层和后纤维层还可以承担框架墙体被压缩变形后的鼓胀效应，利用纤维层的弹性形成一道网兜，兜住框架墙体内的柔性材料。
[0078] 另外，由于应急抗爆墙体中的前框架板和后框架板之间填充有柔性材料，因此可以利用上述柔性材料在冲击作用下发生较大的变形、压缩的特性，承担爆炸冲击波产生的压力，在高压力作用下产生较大的挤压变形，将爆炸冲击响应均匀传至后框架板，并且在挤压变形中吸收、消耗爆炸冲击波的大部分能量。
[0079] 同时，应急抗爆墙体中的前框架板和后框架板可以为框架墙体内部的柔性材料提供容器，并且起到支撑柔性材料的作用。当受到爆炸冲击波等冲击力时，前框架板和后框架板可以通过变形挤压柔性材料，并为框架墙体提供一定的侧向刚度和面内刚度，确保框架墙体能够正常使用。
[0080] 另外，支撑体中的支撑柱可以为框架墙体和阻尼器提供支撑，为墙体提供框架，使其能够在爆炸中不倒塌。
[0081] 因此可知，本发明中的上述应急抗爆墙体将纤维层(例如，FRP纤维布) 与柔性材料相互组合，以充分发挥各自能力，并将FRP纤维布与阻尼器相结合，在抗拉的同时转动阻尼器耗能；同时，支撑体可以采用预应力固定在地面，在固定的同时又可以对冲击力起到缓冲作用。因此，本发明中的应急抗爆墙体的墙体整体传力路径为冲击波—FRP纤维布—框架版—柔性材料— FRP纤维布—阻尼器—支撑柱—预应力系统，从而可以通过上述的整体能量传递系统层层吸收、消耗爆炸冲击波的能量，因而可以起到预期的保护效果，有效地提高墙体的抗爆抗冲击性能。
[0082] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
