一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法技术

本发明专利技术涉及混凝土防护结构领域，具体的来说涉及一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，其能够对钢筋混凝土构造在进行防护时进行准确的弹性涂层材料的厚度计算，使得弹性涂层材料在混凝土工程的防护运用中趋于科学合理，使弹性涂层材料的喷涂厚度与钢筋混凝土构造所受到的爆炸当量相匹配，从而使人们在应对不同防护需求的混凝土构造时能够准确的对其进行相应厚度的弹性涂层材料的喷涂，极大的节约了工程成本，满足了使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法
本专利技术涉及混凝土结构防护领域，具体的来说涉及一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法。
技术介绍
日常生产、工作和生活中，偶然爆炸或者意外撞击严重危害着人民生命财产的安全，在军事工程或者民用工程中，钢筋混凝土结构是较为常用的工程结构，在遇到偶然爆炸或意外撞击时，由于混凝土的脆性特性决定了会产生大量混凝土碎片及震塌破坏现象，震塌破坏是指结构体受到爆炸或冲击荷载作用时，在结构背面形成反射拉伸波，并造成结构背面介质的破碎和层裂，震塌破坏现象最早是由霍普金森于1914年进行爆炸效应研究时观察到的，随后，莱茵哈特在金属板接触爆炸的实验中，曾多次观察到层裂现象，他将爆炸荷载简化为三角形荷载，并用第一强度理论计算出了层裂厚度和剥离速度，20世纪60年代后期，美国弹道研究实验室(BallisticResearchLaboratory)提出了BRL公式，可以直接计算贯穿厚度，通过实验研究得到震塌厚度与贯穿厚度间的关系，20世纪70年代，格伦、B．C．尼基福罗夫斯基和Е.И．舍马金亦分别采用第一强度理论和三角形荷载的假设，得到爆炸震塌的相关研究成果。研究表明，偶然爆炸或者意外撞击发生时，对人员和设备的损伤元主要是冲击波和碎片，为了避免该类毁伤元对人员、设备等造成损伤，对于某种特种工程而言，需要采用相应的防护技术措施。在现有实践中，弹性涂层由于具备高强度、高韧性、高延展率，施工方便、快速等优点，近年来被广泛运用于抗偶然爆炸或者撞击的结构加固增强实施中，根据试验研究表明，偶然爆炸和意外撞击时，弹性涂层不仅能够约束混凝土碎片，还可以使混凝土不易破损，可有效防止冲击波泄入，但由于缺少相应的设计计算方式，使得弹性涂层材料在该类工程的防护运用中存在不科学、不合理及喷涂厚度和爆炸当量不匹配的使用问题，已然对弹性涂层材料的合理化使用产生了极大的影响。
技术实现思路
针对现有由于缺少相应的设计计算方式，使得弹性涂层材料在混凝土防护运用中存在不科学、不合理及喷涂厚度和爆炸当量不匹配的使用问题，本专利技术提供一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，其技术方案如下，一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，包括如下步骤：步骤一：确定爆炸、撞击危险源的种类和工况；步骤二：根据步骤一中的爆炸、撞击危险源的种类和工况数据等效TNT当量计算；步骤三：量测爆炸、撞击危险源质心离钢筋混凝土板距离；步骤四：量测已建、拟建钢筋混凝土板厚度，不考虑混凝土强度及板的配筋率；步骤五：计算震塌系数Kz；步骤六：根据步骤五中计算的震塌系数Kz值确定弹性涂层厚度；步骤七：对弹性涂层材料进行筛选，筛选对象主要为聚脲类材料、高弹性聚氨酯类材料、高弹性环氧树脂类材料，施工方法为高温喷涂法；步骤八：对弹性涂层材料物理力学指标检测；步骤九：根据步骤八中的检测结果，确定弹性涂层材料；根据步骤五中所确定的弹性涂层的厚度，即可开展钢筋混凝土的施工加固工作。进一步的，在上述步骤二中可根据步骤一中的数据，查阅国家相关标准、规范进行等效TNT当量计算，给出等效TNT当量值，单位为千克（kg）；进一步的，在上述步骤三中可根据步骤一的工况，通过几何尺寸和介质密度计算爆炸、撞击危险源质心位置，确定爆炸、撞击危险源的质心距离钢筋混凝土板的距离，单位为米（m）；进一步的，在上述步骤五中计算震塌系数Kz的方程式式中H为步骤三中的计算结果，即爆炸危险源质心离钢筋混凝土板的距离，单位米（m），C为步骤二中计算出的等效TNT当量值，单位为千克（kg）；进一步的，在上述步骤六中弹性涂层厚度可根据震塌系数Kz与弹性涂层厚度对应表进行选取；进一步的，在上述步骤六中弹性涂层厚度可根据震塌系数Kz与弹性涂层厚度曲线图进行选取；进一步的，在上述步骤六中弹性涂层厚度可根据弹性涂层厚度方程式进行计算得出，式中：X为弹性涂层厚度，单位mm，涂层厚度范围4mm≤X≤20mm；进一步的，在上述步骤八中对拟选定的弹性涂层材料进行物理力学指标检测，检测方法为根据国家相关标准、规范要求的取样标准进行取样，送往具备检测资质的试验中心、检测站、检验中心等单位进行检测；进一步的，所述步骤七及步骤八中选取的弹性涂层材料需满足弹性涂层材料物理力学指标的规定。本专利技术的有益效果为：本专利技术所提供的弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法能够对钢筋混凝土构造在进行防护时进行准确的弹性涂层材料的厚度计算，使得弹性涂层材料在混凝土工程的防护运用中趋于科学合理，使弹性涂层材料的喷涂厚度与钢筋混凝土构造所受到的爆炸当量相匹配，从而使人们在应对不同防护需求的混凝土构造时能够准确的对其进行相应厚度的弹性涂层材料的喷涂，极大的节约了工程成本，满足了使用需求。附图说明图1是本专利技术的流程框图；图2是本专利技术中震塌系数Kz与弹性涂层厚度对应表；图3是本专利技术中震塌系数Kz与弹性涂层厚度曲线图；图4是弹性涂层材料物理力学指标图；图5是实施例中验证本专利技术的效果时三种试验模型安装布置图；图6是实施例中震塌系数0.342时混凝土裸板震塌状态图；图7是实施例中震塌系数0.149时混凝土板背面喷涂10mm厚弹性涂层的状态图；图8是实施例中震塌系数0.169时钢筋混凝土板背面衬钢板出现破损的状态图；图9是震塌系数Kz的计算方程式；图10是弹性涂层厚度计算方程式。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是：本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本专利技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本专利技术中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本专利技术中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“1.5～2.5”表示本文中已经全部列出了“1.5～2.5”之间的全部实数，“1.5～2.5”只是这些数值组合的缩略表示。本专利技术所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本专利技术中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本专利技术中。具体实施例1：下面结合说明书附图1-10对本专利技术做进一步的说明，本专利技术的目的是针对现有由于缺少相应的设计计算方式，使得弹性涂层材料在混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤一：确定爆炸、撞击危险源的种类和工况；/n步骤二：根据步骤一中的爆炸、撞击危险源的种类和工况数据等效TNT当量计算；/n步骤三：量测爆炸、撞击危险源质心离钢筋混凝土板距离；/n步骤四：量测已建、拟建钢筋混凝土板厚度，不考虑混凝土强度及板的配筋率；/n步骤五：计算震塌系数Kz；/n步骤六：根据步骤五中计算的震塌系数Kz值确定弹性涂层厚度；/n步骤七：对弹性涂层材料进行筛选，筛选对象主要为聚脲类材料、高弹性聚氨酯类材料、高弹性环氧树脂类材料，施工方法为高温喷涂法；/n步骤八：对弹性涂层材料物理力学指标检测；/n步骤九：根据步骤八中的检测结果，确定弹性涂层材料；根据步骤五中所确定的弹性涂层的厚度，即可开展钢筋混凝土的施工加固工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：确定爆炸、撞击危险源的种类和工况；
步骤二：根据步骤一中的爆炸、撞击危险源的种类和工况数据等效TNT当量计算；
步骤三：量测爆炸、撞击危险源质心离钢筋混凝土板距离；
步骤四：量测已建、拟建钢筋混凝土板厚度，不考虑混凝土强度及板的配筋率；
步骤五：计算震塌系数Kz；
步骤六：根据步骤五中计算的震塌系数Kz值确定弹性涂层厚度；
步骤七：对弹性涂层材料进行筛选，筛选对象主要为聚脲类材料、高弹性聚氨酯类材料、高弹性环氧树脂类材料，施工方法为高温喷涂法；
步骤八：对弹性涂层材料物理力学指标检测；
步骤九：根据步骤八中的检测结果，确定弹性涂层材料；根据步骤五中所确定的弹性涂层的厚度，即可开展钢筋混凝土的施工加固工作。


2.根据权利要求1所示的一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，其特征在于，在上述步骤二中可根据步骤一中的数据，查阅国家相关标准、规范进行等效TNT当量计算，给出等效TNT当量值，单位为千克（kg）。


3.根据权利要求1所示的一种弹性涂层防钢筋混凝土板震塌碎片设计计算方法，其特征在于，在上述步骤三中可根据步骤一的工况，通过几何尺寸和介质密度计算爆炸、撞击危险源质心位置，确定爆炸、撞击危险源的质心距离钢筋混凝土板的距离，单位为米（m）。


4.根据权利要求1所示的一种弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建超，汪剑辉，王幸，孔德锋，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41