一种新型抗爆防护门门扇结构及其制造方法与流程

本发明涉及土木工程的防灾减灾技术领域，具体涉及一种新型抗爆防护门门扇结构及其制造方法。

背景技术

目前，抗爆防护门的种类主要包括：梁板式、钢包钢管混凝土、钢包混凝土、箱形钢板-钢筋混凝土组合结构等，但是这几种抗爆门重量大、耗能能力较差，根本无法满足快速安装以及爆炸波消波耗能的要求，因而，设计一种能够满足快速安装且最大功效的消除爆炸波的防护门，就变得尤为重要，这将对整个土木工程的防灾减灾技术领域具有突破性改进和重要意义。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术中无法满足快速安装以及爆炸波消波耗能的问题，提供了一种新型抗爆防护门门扇结构及其制造方法，通过在蒙皮外钢板框架内增设u型加劲肋和钢棒，增加防护门门扇的刚度，钢板与钢棒的变形耗能能力，在不改变门扇基本结构的前提下，能够实现快速正常安装，达到阻断爆炸冲击波的目的，有效缓解了因爆炸波而带来的各种损害，提高生活的安全指数，有广阔的应用价值和发展前景。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型抗爆防护门门扇结构，包括做为蒙皮外钢板框架，还包括u型加劲肋和钢棒，所述u型加劲肋焊接于蒙皮外钢板框架上层的内侧，所述钢棒两端分别与蒙皮外钢板框架的上层和下层相焊接，所述钢棒上设有钢套管，钢管套非完全覆盖整根钢棒。

作为本发明的一种改进，所述钢棒通过铰链分别与蒙皮外钢板框架的上层和下层相焊接，所述上层铰链与u型加劲肋逐一相间隔分布。

作为本发明的一种改进，所述蒙皮外钢板框架上层断面采用二次曲线型，u型加劲肋在蒙皮外钢板框架上层的内侧等距离分布，所述相邻u型加劲肋的中心距离为u型顶宽的2-3倍。

作为本发明的一种改进，还包括泡沫铝，所述泡沫铝填充于蒙皮外钢板框架形成的空腔内。

作为本发明的又一种改进，还包括泡沫混凝土，所述泡沫混凝土填充于蒙皮外钢板框架形成的空腔内，通过内隔断钢板与泡沫铝隔开。

作为本发明的另一种改进，所述内隔断钢板厚度为2-4mm，内隔断钢板与泡沫混凝土粘结侧布置焊钉。

作为本发明的另一种改进，所述泡沫混凝土包括水、硅酸盐水泥、发泡剂、石灰、石膏、砂子、粉煤灰及添加剂，密度为400-500kg/m³。

作为本发明的更进一步改进，所述蒙皮外钢板框架左侧嵌入结构墙体内，所述蒙皮外钢板框架左侧断面采用内凹1/4圆，半径为结构墙体厚度。

为了实现上述目的，本发明还采用的技术方案是：一种新型抗爆防护门门扇结构的制造方法，包括以下步骤：

1）根据实际结构尺寸确定防护门门扇的尺寸，分别进行蒙皮外钢板框架四面的切割及冷弯成型；

2）将u型加劲肋焊接在框架上层的内侧；

将钢棒通过铰链分别与蒙皮外钢板框架的上层和下层相焊接；

所述上层铰链与u型加劲肋逐一相间隔分布；

3）通过螺栓将钢套管套于钢棒上，钢套管非完全覆盖住钢棒；

4）将内隔断钢板上焊接焊钉；

5）将已经焊好焊钉的内隔断钢板与蒙皮外钢板框架的上层和下层相焊接；

6）将蒙皮外钢板左右层与蒙皮外钢板上下层封闭焊接；

7）拌制泡沫混凝土，并将泡沫混凝土填充于内隔断钢板与蒙皮外钢板左右层形成的两侧空腔内；

8）在蒙皮外钢板上下层中间空腔内填充泡沫铝。

与现有技术相比，本发明所产生的有益效果：

（1）u型加劲肋可增强蒙皮外钢板的刚度，支撑力更强，门扇安全性更高。

（2）钢板和钢棒的耗能能力，能够有效吸收爆炸冲击波的能量，并利用钢套管防止钢棒耗能屈曲，大幅减小爆炸波向结构内部传播，减小防护结构内部结构人员的损伤，达到保障人员物资安全的目的。

（3）泡沫铝本身对爆炸冲击波能量有着卓越的吸收能力，能较大程度地减小峰值应力，在爆炸冲击波的反射叠加的情况下也表现出良好的吸收能量的能力。

（4）泡沫混凝土由于内部丰富孔隙的存在，能够产生更大的变形耗能，配合泡沫铝作为夹层或表层使用，进一步为抗爆防护层达到吸能作用，大大提高了工作效率，合理减小因爆炸波而产生的各种损害。

（5）内隔断钢板与泡沫混凝土粘结侧布置焊钉，布置焊钉的目的是为了防止拉伸波作用下钢板与泡沫混凝土脱空，防止蒙皮外钢板上层6在拉伸波作用下过大变形。

（6）本发明的防护门门扇结构简单，可在工厂完成制作，运至现场进行安装，具有节约成本、质量可控和施工方便的优点。

（7）本发明防护门门扇的制作方法，并未打破普通门扇的基本结构框架，操作简单，易上手，便于批量生产和实施，有广泛的运营前景和使用价值。

附图说明

图1为本发明一种新型抗爆防护门门扇结构的横断面图；

图2为本发明一种新型抗爆防护门门扇结构的三维图；

图3为本发明一种新型抗爆防护门门扇结构中钢棒与钢套管的连接示意图；

图4为本发明一种新型抗爆防护门门扇结构中铰链示意图；

图中有：1.u型加劲肋、2.钢棒、3.钢套管、4、泡沫铝、5.泡沫混凝土、6、蒙皮外钢板上层、7.蒙皮外钢板左层、8.蒙皮外钢板下层、9.蒙皮外钢板右层、10.内隔断钢板、11.内隔断钢板、12.螺栓。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

实施例1

一种新型抗爆防护门门扇结构，如图1所示，包括做为蒙皮外钢板框架6,7,8,9，还包括u型加劲肋1和钢棒2，u型加劲肋1焊接于蒙皮外钢板框架上层6的内侧，蒙皮外钢板框架上层6断面采用二次曲线型，u型加劲肋1在蒙皮外钢板框架上层6的内侧等距离分布，u型加劲,1可增强蒙皮外钢板框架6,7,8,9的刚度，支撑力更强，门扇安全性更高，相邻u型加劲肋1的中心距离为u型顶宽的2-3倍。

钢棒2两端分别与蒙皮外钢板框架的上层6和下层8相焊接，钢棒2能够有效吸收爆炸冲击波的能量，钢棒2上设有钢套管3，所述钢管套3非完全覆盖整根钢棒2，当钢棒2受到冲击波时，钢套管3可以有效防止钢棒2耗能屈曲，大幅减小冲击波向结构内部传播，提高钢棒2的耗能效率。所述钢棒2通过铰链分别与蒙皮外钢板框架的上层6和下层8相焊接，上层铰链与u型加劲肋1逐一相间隔分布，u型加劲肋1与钢棒2和钢套管3的配合使用，进一步提高爆炸波的消波耗能，安全性更高。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：还包括泡沫铝4和泡沫混凝土5，泡沫铝4填充于蒙皮外钢板框架6,7,8,9形成的空腔内，泡沫铝4本身对爆炸冲击波能量有着卓越的吸收能力，能较大程度地减小峰值应力，在爆炸冲击波的反射叠加的情况下也表现出良好的吸收能量的能力，泡沫混凝土5填充于蒙皮外钢板框架6,7,8,9形成的空腔内，通过内隔断钢板10与泡沫铝4隔开，所述内隔断钢板10厚度为2-4mm，内隔断钢板10与泡沫混凝土5粘结侧布置焊钉，布置焊钉的目的是为了防止拉伸波作用下钢板与泡沫混凝土脱空，防止蒙皮外钢板上层6在拉伸波作用下过大变形，所述泡沫混凝土5包括水、硅酸盐水泥、发泡剂、石灰、石膏、砂子、粉煤灰及添加剂，密度为400-500kg/m³，泡沫混凝土的密度为400-500kg/m3时其耗能作用明显，大于这个范围耗能作用不明显，低于这个范围耗能增加不多，泡沫混凝土5由于内部丰富孔隙的存在，能够产生更大的变形耗能，配合泡沫铝4作为夹层或表层使用，进一步为抗爆防护层达到吸能作用，大大提高了工作效率，合理减小因爆炸波而产生的各种损害。

实施例3

本实施例与实施例1,2的区别在于：所述蒙皮外钢板框架6,7,8,9的厚度为10-20mm，如图1所示，蒙皮外钢板框架左侧7嵌入结构墙体内，蒙皮外钢板框架左侧7断面采用内凹1/4圆，半径为结构墙体厚度，此种大小的蒙皮外钢板框架最为牢固和稳定；u型加劲肋的顶宽与底宽可根据门扇大小确定，当u型加劲肋1的厚度为6mm-10mm时，最为适宜；由于钢套管3覆盖与钢棒2上，因而耗能的钢棒2直径小于所述钢套管3，但二者实际尺寸可根据承载及钢棒2屈曲特性而决定，所述钢套管3可通过上下设置螺栓与钢棒2连接。以下以一个实际数据案件为例：

一已建成的结构墙体，门框高与宽为5m×5m，墙体厚度为0.5m，需要做抗爆防护门，根据门框及墙体尺寸，确定蒙皮外钢板下层8的基本尺寸为5m×5m，门铰链一侧钢板，即蒙皮外钢板左侧7取内弯半径为0.5m，长度5m的冷弯钢板，门锁一侧钢板，即蒙皮外钢板右侧9基本尺寸为5m×0.5m，蒙皮外钢板上层6采用矢跨比大于1/10的抛物线型钢板，长度为5m。内隔断钢板11长度为5m，高度根据蒙皮外钢板上层6的线型计算，内隔断钢板10长度为5m，距离蒙皮外钢板右侧9距离一倍墙体厚度，高度根据蒙皮外钢板上层6的线型计算，蒙皮外钢板框架四面整体厚度均采用20mm。

在蒙皮外钢板上层6背面，等距焊接5-8个u型加劲肋1，u型加劲肋1顶宽为0.3m-0.5m，底宽0.2m-0.4m，u肋厚度采用8mm,相邻加劲肋中心线间距离为两倍顶宽。

将耗能钢棒2成型并两端开孔如图3所示，钢棒2尺寸根据实际耗能需求确定，并在钢棒2外侧中间段套钢套管3，钢套管3直径大于钢棒2，其直径具体尺寸根据钢棒屈曲特性决定。并在套管两端的钢棒位置刻制螺纹，通过螺栓12将钢套管3设于钢棒2上，且非完全覆盖钢棒2。

在蒙皮外钢板上层6背面，两加劲肋之间焊接铰链，铰链如图4所示，铰链为马蹄形，并进行开孔，开孔大小与钢棒两端开孔一致，蒙皮外钢板下层8相应位置同样布置铰链，保证对应铰链连线与蒙皮外钢板下层8平面垂直，将耗能钢棒2与套管组合体通过孔口对其并插上销钉连接在铰链上。

在内隔断钢板10、11一侧焊接焊钉，焊钉尺寸根据实际爆炸荷载作用下拉伸波作用力确定，蒙皮外钢板上层6、外隔断钢板10、11以及蒙皮外钢板下层8，注意外隔断钢板10、11有焊钉一侧朝外，随后焊接蒙皮外钢板层侧7与蒙皮外钢板右层9。

在蒙皮外钢板上层6、蒙皮外钢板左层7及隔断钢板11组成的空腔内，在蒙皮外钢板上层6、蒙皮外钢板下层8、蒙皮外钢板右层9及隔断钢板10组成的空腔内灌注泡沫混凝土5，泡沫混凝土5的密度采用400kg/m³。

在蒙皮外钢板上层6、蒙皮外钢板下层8及隔断钢板10、11组成的空腔内填充泡沫铝4。

将预制好的门扇结构通过常规铰链安装至门框上，并安装锁具，直至完成，图2为本实施例一种新型抗爆防护门门扇的三维图。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。