對石油化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，控制系統是一個(gè)重要的生產(chǎn)環(huán)節。作為整個(gè)工廠(chǎng)或裝置生產(chǎn)的指揮中心，控制室在發(fā)生爆炸事故時(shí)，必須能對操作者和控制設備提供充分的保護，以保證在災難發(fā)生時(shí)不能正常工作，不會(huì )引起二次災害。

在石油化工裝置中可能發(fā)生的爆炸，包括蒸氣云爆炸、壓力容器爆炸、濃縮物爆炸、粉塵爆炸等。盡管爆炸有很多種形式，但是目前主要針對的是蒸氣云爆炸。水蒸氣云是易燃易爆氣體泄漏后在空氣中形成的一種氣團，因為蒸氣云能在空中自由飄動(dòng)，所以其爆炸位置和方向有很大的不確定性。

爆震產(chǎn)生的最大特點(diǎn)是爆震能量突然間釋放出壓縮能量，形成爆震荷載，爆震荷載傳給建筑物。因為爆炸波在空氣中形成之后，在傳播過(guò)程中強度衰減的很快，與爆炸源的距離不同，建筑物形成的沖擊波壓力也不一樣。一般來(lái)說(shuō)，爆炸會(huì )在鄰近區域形成沖擊波，并在遠距離形成壓力波。

爆炸性沖擊參數

用來(lái)確定爆炸載荷代表值的參數主要是：沖擊波入射峰超壓Pso峰和正壓作用時(shí)間。而在國外，一般由專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)公司結合石油化工設備特點(diǎn)、平面布置(主要是泄漏點(diǎn))、風(fēng)向等因素，利用安全模擬分析軟件，模擬計算建筑物所在位置的爆炸沖擊波參數。與之相比，目前國內還沒(méi)有國家、行業(yè)強制性法律、法規規定對爆炸危險進(jìn)行評估，因此國家標準規范參照美國ASCE，第5.3.1條給出了未經(jīng)評估的兩個(gè)參量的參考值：激波入射超壓最大值69kPa，在20ms的正壓作用時(shí)間范圍內，沖擊入射超壓的最大值為21kPa，正壓作用時(shí)間為100ms。前一種情況相當于一個(gè)球在自由空氣中爆炸[1UStonTNT在離中心距離30.5(100ft)處]產(chǎn)生一種與直徑60m、4m含6%乙烷的氣爆氣體爆炸，距離中心75m處產(chǎn)生的沖擊波超壓。

基本規范抗爆炸結構設計。

2.1設計原理

按國家標準規范設計的控制室，在一次爆炸荷載作用下，可能發(fā)生局部損壞，經(jīng)一般修復后，可繼續使用。也就是說(shuō)，在爆炸動(dòng)荷載作用下，允許結構構件進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，用動(dòng)態(tài)分析的方法確定結構構件的變形，其變形計算包含了延性比和支座轉角的計算。設備爆炸產(chǎn)生的沖擊波超壓特性和破裂力具有不確定性，因此，在進(jìn)行力學(xué)計算的基礎上，抗爆震設計應更加重視概念設計，從建筑布局、結構選型、材料選擇、結構整體性、超靜定等多方面綜合考慮。

2.2設計方法

根據國家標準第5.1.1條，抗爆控制室結構在爆炸荷載作用下的動(dòng)力分析，可以近似地用單自由度系統進(jìn)行動(dòng)力分析或等效靜載分析。等效靜載荷分析法是將爆炸轉化成等效靜載荷，再由傳統的結構設計法進(jìn)行設計，并按GB規范附錄A給出了等效靜荷載公式。對靜荷載進(jìn)行等效分析時(shí)，采用了結構件彈性階段的設計方法，不允許進(jìn)行塑性形變，爆炸性載荷為瞬時(shí)載荷，無(wú)論爆炸載荷的動(dòng)態(tài)特性如何，其加載過(guò)程和作用時(shí)間都具有本質(zhì)上的區別，這必然會(huì )出現設計過(guò)于保守、材料浪費、成本高的問(wèn)題。簡(jiǎn)單地說(shuō)，單自由度系統的動(dòng)力分析方法是將建筑物中各部分結構構件全部簡(jiǎn)化為單自由度構件進(jìn)行動(dòng)力分析，爆炸荷載作用下允許構件發(fā)生塑性鉸，進(jìn)入彈塑性工作階段，設計以控制構件變形為主。這一設計方法充分體現了抗爆震設計的性能設計思想，能在滿(mǎn)足安全性的前提下最大限度地兼顧經(jīng)濟性，是當前抗爆設計的最佳方法。