一种高性能纤维布包裹单片波纹钢板‑胶体防护装甲的制作方法

本发明涉及一种土木工程领域的有特殊防护要求的建筑结构防护技术的设计，具体涉及一种高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲。

背景技术：

当今世界恐怖活动日益猖獗，尤其是9.11事件以来，如何应对恐怖组织利用商用飞机等大型飞射物对重要建筑物(例如核电厂、商业中心建筑物等)的袭击，保护人民的生命财产安全不受侵害，已成为一个各国都在争相研究、重要而紧迫的课题。比如9.11事件后，针对美国新建核电厂，美国核管会(nrc)明确要求在设计中考虑抗击大型商用飞机撞击，还对美国国内的在役核电厂进行了专项评估。近年来我国也在积极开展核电厂抗飞机撞击等课题的研究工作。

由于恐怖袭击的威胁，对新建和在役的有防护要求的重要建筑物，考虑大型商用飞机及其他飞射物撞击及爆燃已是大势所趋。

为应对大型飞射物的威胁，新建建筑结构设计中一般采用加大主体结构截面尺寸等传统方法，对既有建筑一般采用加大截面加固法、外包钢加固法、粘钢加固法等加固方法，这些方法在工程领域有一定的应用价值，而由于这些方法的重点在于增加结构的刚度，抵抗高速撞击的效果并不好，而且存在着施工工艺复杂、工程质量不易保证、施工和维护成本高等不足。

根据发明人进行的查新结果，国际上还未提出使用外挂高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲来提高重要建筑物抗飞射物撞击能力的技术方案。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出一种高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲。

高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲包括波纹钢板；所述波纹钢板与建筑物主体结构连接；所述高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲还包括：内层高性能纤维布、胶体、胶粘剂和外层高性能纤维布；其中，内层高性能纤维布和外层高性能纤维布加工成一排连续的三棱柱状空间结构；所述波纹钢板和胶体设置在所述三棱柱状空间结构中；所述内层高性能纤维布位于所述波纹钢板和建筑物主体结构之间，并通过所述胶粘剂连接到建筑物主体结构上。

优选地，所述内层高性能纤维布和外层高性能纤维布采用无机纤维，所述无机纤维包括碳纤维。所述内层高性能纤维布和外层高性能纤维布也可采用其它化工有机纤维，包括但不限于高强度ii级碳纤维复合材。

优选地，还包括封口；所述封口经配置用以将所述三棱柱状空间密封。所述封口，是内层高性能纤维布的一部分，分布在内层高性能纤维布主体的上下两侧，在波纹钢板和胶体安装就位后，将内层高性能纤维布上下两侧的封口与外层高性能纤维布使用胶粘剂粘结，以密闭由内层高性能纤维布和外层高性能纤维布组成的三棱柱状空间。

优选地，所述封口与所述内层高性能纤维布一体设置。

优选地，所述波纹钢板为高强度碳素钢制成的波纹状钢板，其形状应根据建筑物主体结构尺寸和所需设防强度选择，外表面进行防锈处理；厚度为3-20mm，采用国标q345钢板，表面喷漆防护。

优选地，所述胶体为天然橡胶、人工橡胶或工业塑料。

优选地，所述胶粘剂是配合所述高性能纤维布使用的，能将高性能纤维布与其他物质(包括建筑物主体结构)连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机、天然或合成的一类物质。

优选地，用于抗飞射物撞击。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，与增加建筑物主体结构的截面厚度相比，防飞射物撞击防护效果更好，也不需要对主体结构布置进行过多修改。

2、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，可以防护飞射物撞击。

3、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，在防护装甲制作完成后通过胶粘剂直接连接到主体结构上，施工十分方便。

4、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，在撞击后一般只会对防护装甲产生破坏，由于防护装甲仅通过胶粘剂连接，可方便拆卸、维修和更换。

5、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，对结构表面进行封闭，不仅对既有建筑物的结构损伤起到修复的作用，还可保护建筑物使其免于进一步受环境侵蚀。

6、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，中，波纹钢板设计成波纹形，在被防护的建筑物表面形成突出的锯齿状防护结构，可有效切割分散撞击物和荷载，使飞射物的动能的很大一部分通过飞射物自身的破坏来吸收，减少对建筑结构的撞击作用，还可以增加钢板的有效阻滞厚度(对垂直于被防护的建筑物外墙的飞射物，同样钢板厚度下，45°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.41倍，30°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.36倍)。

7、本发明提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，不仅适用于既有建筑物的加固，也可布置于新建建筑物。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲剖面图。

图2为图1中的a-a纵剖面图。

图3为符合本发明优选实施例的封口展开示意图。

图4为符合本发明优选实施例的封口封闭示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本发明优选实施例的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲包括:波纹钢板2；所述波纹钢板2与建筑物主体结构连接；所述高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲还包括：内层高性能纤维布1、胶体3、胶粘剂4和外层高性能纤维布5；其中，内层高性能纤维布1和外层高性能纤维布5加工成一排连续的三棱柱状空间结构；所述波纹钢板2和胶体3设置在所述三棱柱状空间结构中；所述内层高性能纤维布1位于所述波纹钢板2和建筑物主体结构之间，并通过所述胶粘剂4连接到建筑物主体结构上。

所述内层高性能纤维布1和外层高性能纤维布5采用无机纤维，所述无机纤维包括碳纤维。所述内层高性能纤维布1和外层高性能纤维布5也可采用其它化工有机纤维，包括但不限于高强度ii级碳纤维复合材。所述内层高性能纤维布1和外层高性能纤维布5可按相关国标选用高强度ii级碳纤维复合材

优选地，还包括封口6；所述封口6经配置用以将所述三棱柱状空间密封。所述封口6，是内层高性能纤维布1的一部分，分布在内层高性能纤维布主体的上下两侧，在波纹钢板和胶体安装就位后，将内层高性能纤维布上下两侧的封口与外层高性能纤维布使用胶粘剂粘结，以密闭由内层高性能纤维布和外层高性能纤维布组成的三棱柱状空间。所述封口6与所述内层高性能纤维布1一体设置。

所述波纹钢板2为高强度碳素钢制成的波纹状钢板，其形状应根据建筑物主体结构尺寸和所需设防强度选择，外表面进行防锈处理；厚度为3-20mm，采用国标q345钢板，表面喷漆防护。

所述胶体3为天然橡胶、人工橡胶或工业塑料。

所述胶粘剂4是配合所述高性能纤维布使用的，能将高性能纤维布与其他物质(包括建筑物主体结构)连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机、天然或合成的一类物质，可按相关国标选用a级胶。

本实施例的描述均依据波纹钢板的楞竖直布置的情况，但本发明也可以用于波纹钢板的楞水平布置的情况。

本实施例具体使用时，按前述连接方式进行装甲布置后，若建筑物主体结构遭受较高速度的飞射物撞击，遭受撞击部位的钢板和胶体共同工作，起到削弱撞击后果的作用。

抗飞射物撞击的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，以碳纤维布为代表的高性能纤维布具有自重轻、柔性好，建筑物外形适应能力强，施工方便快捷，部分高性能纤维布还具有耐高温耐腐蚀等众多优点。钢材弹性模量较大，具有较强的韧性和塑性变形能力。胶体弹性模量较低，具有极强的塑性变形和回弹能力。二者共同使用时，波纹钢板主要起到防止飞射物直接穿透、削弱高频撞击峰值的作用，胶体通过自身的较大的变形起到吸收飞射物动能、削弱撞击荷载平台段荷载值的作用。波纹钢板设计成波纹形，在建筑物主体结构表面形成突出的锯齿状防护结构，可有效切割分散撞击物和荷载，使飞射物的动能的很大一部分通过飞射物自身的破坏来吸收，减少对建筑结构的撞击作用，还可以增加钢板的有效阻滞厚度(对垂直于被防护的建筑物外墙的飞射物，同样钢板厚度下，45°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.41倍，30°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.36倍)。本发明使用高性能纤维布包裹波纹钢板和胶体作为主要装甲原料，通过胶粘实现装甲与建筑物主体结构之间、相邻分段装甲分缝之间的直接连接，构造简单，成本低廉，安装和替换方便。

本发明具体使用时，按前述连接方式进行装甲布置后，若建筑物主体结构遭受较高速度的飞射物撞击，遭受撞击部位的波纹钢板和胶体共同工作，起到削弱荷载的作用。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，与增加建筑物主体结构的截面厚度相比，防飞射物撞击防护效果更好，也不需要对主体结构布置进行过多修改。

2、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，可以防护飞射物撞击。

3、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，在防护装甲制作完成后通过胶粘剂直接连接到主体结构上，施工十分方便。

4、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，在撞击后一般只会对防护装甲产生破坏，由于防护装甲仅通过胶粘剂连接，可方便拆卸、维修和更换。

5、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，对结构表面进行封闭，不仅对既有建筑物的结构损伤起到修复的作用，还可保护建筑物使其免于进一步受环境侵蚀。

6、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，中，波纹钢板设计成波纹形，在被防护的建筑物表面形成突出的锯齿状防护结构，可有效切割分散撞击物和荷载，使飞射物的动能的很大一部分通过飞射物自身的破坏来吸收，减少对建筑结构的撞击作用，还可以增加钢板的有效阻滞厚度(对垂直于被防护的建筑物外墙的飞射物，同样钢板厚度下，45°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.41倍，30°倾斜的波纹钢板的有效阻滞厚度是平面钢板的1.36倍)。

7、本实施例提供的高性能纤维布包裹单片波纹钢板-胶体防护装甲，不仅适用于既有建筑物的加固，也可布置于新建建筑物。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。