爆炸荷载作用下建筑结构倒塌的致命率

比较研究了爆炸荷载和地震荷载引起的建筑结构倒塌失效模式，收集了与建筑结构瞬间发生脆性倒塌失效相类似的事件，采用事件树建立了爆炸荷载作用下建筑结构倒塌引起的内部人员的致命率模型，并对数据库进行分类统计分析，给出了不同建筑结构类型的致命率统计特性和概率分布模型，通过对砖石、砖混和钢筋混凝土结构失效事件的组合统计分析，得到了当前城市主要建筑物在爆炸荷载作用下致命率的评估模型.基于现有数据样本量的观测统计，分析了不同楼层对致命率的影响.结果表明，随着楼层数的增加，建筑结构倒塌的致命率统计均值也相应增加.     

燃气爆炸事故对住宅建筑的破坏

目前燃气爆炸事故灾后调查中,尚缺乏有关其破坏机理及特点方面的研究。介绍了发生于上海的2起燃气爆炸事故的概况及处理方案。运用理论计算、数值模拟等方法得出了2起事故中破坏较为严重的预制板和现浇板的抗爆能力,估算出2起事故的爆炸超压。分析了2起事故爆炸超压相差不大,但破坏后果却相差较大的原因。进而对燃气爆炸对房屋造成损坏的特点进行了分析,认为：1）双向现浇板的抗爆能力要远优于单向预制板;2）点火源所在房间直接受到超压波的冲击作用而破坏最为严重,周围房间的破坏则是由震动引起的,距离爆炸点越远影响越小。     

内部爆炸荷载下网壳结构的抗爆防护措施

为进行内部爆炸荷载作用下网壳结构的抗爆防护措施研究,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了包含网壳杆件、檩托、檩条、铆钉、屋面板、墙体和地面在内的精细化K8型单层球面网壳模型,通过流固耦合算法使爆炸冲击波与结构相互作用,分析了局部杆件加固、屋面板的选取及墙体开洞等抗爆防护措施的效果,结果表明内部爆炸荷载作用下,通过对网壳外环杆件进行加固、选择轻质的薄屋面板、增大墙体开洞面积、增高墙体洞口位置及减小墙体洞口间距等措施,能够有效降低网壳结构的动力响应.     

钢筋混凝土框架结构在爆炸荷载下的动力响应及破坏分析

采用有限元软件SAP2000模拟钢筋混凝土框架在不同峰值的爆炸荷载下的动力响应过程。通过对结构各构件在不同峰值爆炸荷载下的位移对比分析,结果表明在钢筋混凝土框架中受爆炸荷载直接作用的那部分构件位移变形非常大的,是远离爆炸荷载那部分构件位移的几十倍,说明爆炸荷载作用下结构构件的破坏具有一定的局部性。分析结果还表明当爆炸荷载较大时结构构件有可能发生剪切破坏而导致整个结构在短时间内整体破坏。     

爆炸荷载下粘钢加固混凝土结构局部破坏机理

将介质视为流体弹塑性体系，采用一维弹塑性应变波理论分析钢板防震塌破坏机理，圆满地解释了有无钢板加固混凝土在爆炸荷载下的实验现象；并提出确定钢板厚度的计算方法，与实验结果吻合较好。     

爆炸荷载作用下RC梁不同折合距离破坏的数值模拟

梁在爆炸冲击荷载作用下的响应分析是典型的动力学问题,爆炸冲击荷载持续时间短,冲击波在构件中传播迅速,对构件的局部破坏非常严重,因此对结构物的抗爆性能研究意义重大.本文利用有限元动力分析软件LS-DYNA建立RC梁模型,对RC梁在爆炸荷载作用下不同折合距离的动力响应进行了数值模拟分析,为将来的实际工程应用提供理论依据.     

单侧隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应与抗爆分析

研究了单侧地铁隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应,并选用泡沫铝作为防爆措施进行了地铁隧道的抗爆分析．在土-结构动力相互作用分析中,采用有限元与无穷元相耦合的方法建立了由双线隧道及其周围有限成层土区、远场半无限土区的整体计算模型,其中土体的有限元模型是依据某地铁工程的地质勘探资料建立的．通过该实际地铁工程的数值仿真以及计算结果的对比分析,揭示了爆炸超压、双线隧道的埋深和间距以及隧道周围土质条件对隧道衬砌应力场的影响;研究结果也表明泡沫铝具有良好的缓冲吸能作用,是提高地铁隧道抗爆能力的一种有效措施．     

混凝土地下结构在爆炸荷载作用下的数值分析

对实际地下人防的结构体系进行三维数值计算和分析,通过与结构设计中常用的PKPM软件计算结果进行对比,发现用PKPM计算得出板的内力值不能完全包络有限元分析得出的结果,而用PKPM计算得出的梁、柱的内力值均能包络有限元分析得出的结果。说明在PKPM软件中梁柱的简化计算方法是合理的,能够真实反应梁柱受力状态,但是PKPM软件对板的简化计算方法偏于危险,不能完全包络板的最大内力可能出现的位置。例如战时工况时,PKPM软件计算中取板中点作为最不利内力位置是不合理的,通过有限元分析进行了验证。在此基础上分析了目前工程中现浇板比较容易出现裂缝的原因,并就此提出对人防地下结构设计的修改建议,为爆炸作用下混凝土结构设计提供借鉴和参考。     

爆炸荷载下金属结构损伤的数值模拟

模拟了炸药爆炸对金属结构的破坏,以LS-DYNA为仿真平台,分析了所应用的材料模型,比较了不同单元网格密度对计算结果的影响．对于平面应变问题,比较了采用二维和三维模型时在算法方面的区别,并对它们计算的结果进行了对比．与实测结果对比表明,用LS-DYNA可以有效模拟金属结构在爆炸荷载作用下的冲击响应．     

爆炸荷载作用下部分埋置结构响应的数值模拟方法

为了比较不同的数值模拟方法进行动力响应分析的优缺点,采用爆腔内壁施加经验压力和高爆炸药材料模型(ALE算法)模拟爆炸荷载,分析了部分埋置结构的动力响应.结果表明:爆腔内壁施加经验压力时程模拟爆炸荷载的方法与Lagrangian算法模拟爆炸荷载的方法所得的数值结果相近,但其计算精度低于ALE算法,Lagrangian算法和ALE算法相比,所需计算工作量较少,爆腔内壁施加经验压力模拟爆炸荷载的方法在实用性上具有一定的优势.     

爆炸作用下建(构)筑物动力响应与防护措施研究进展

随着恐怖爆炸以及偶然性爆炸的不断增多,建(构)筑物的抗爆、防爆问题越来越受关注.首先分别对地面建筑(砖石建筑物、钢筋混凝土建筑物、钢结构建筑物等)和地下建筑(地下结构、地下管线等)在爆炸作用下的动力响应研究进行了总结分析;然后,对爆炸波在复杂环境下传播规律的研究现状进行了详细分析,并对建(构)筑物的抗爆防护措施进行了详细的总结概括,其中包括重要构件抗爆设计的加固措施、抗爆墙、防爆路障等;最后介绍了重要建(构)筑物在设计和规划过程中抗爆问题的研究现状,主要包括建筑物外形对抗爆设计的影响和抗爆规划与周围环境的协调设计等.通过对这些研究课题国内外相关文献的总结分析,指出了国内在建(构)筑物抗爆防爆相关领域需进一步深入研究的内容和方向.     

燃气爆炸对结构破坏的分析

随着天然气使用的越来越普及,燃气爆炸在国内外时有发生且造成人员伤亡和财产损失.经过网上收集和亲临现场收集的资料,文中列举了国内一些典型的爆炸事故.结合爆炸案例及相关文献,指出了燃气爆炸引起的结构破坏特点及一些防治对策,重点对砌体结构构造柱和圈梁提出了一些建议,希望能够形成弱框架体系,形成砌体结构的第二道防线,防止砌体结构的连续倒塌.     

Numerical simulation of non-contact explosion by door breaching explosive

Aiming at the estimation of personal injury attached by counter-terrorist door breaching explosive blast wave,according to the actual scene,four typical application space models of counter-terrorist door breaching explosives are established,and numerical simulation of air-blast wave propagation by non-contact explosion counter-terrorist door breaching explosive are achieved. The research results show that the overpressure behind the target door is attenuated deeply through the burglary resistant safety door,and the propagation of blast wave and the damage effect under different space conditions are obviously different.     

爆炸荷载作用下钢框架结构连续倒塌分析

结合美国GSA规范,采用显式有限元软件LS-DYNA,建议了一套完整的爆炸激励下结构倒塌数值计算分析方法,并对一栋4层钢框架结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌过程进行了仿真分析,研究了钢框架结构的连续倒塌机制、各结构构件的破坏形式和受力状态.本文建议的方法可以较为真实、准确地模拟结构在爆炸激励下的倒塌全过程.进一步的研究还发现:当部分结构构件被炸坏后,结构倒塌过程中,悬链线机制对结构的倒塌形式和构件的渐进破坏形式产生很大影响;悬链线拉力直接或间接导致了结构构件的局部翘曲和整体塑性失稳.     

尿素合成塔爆炸载荷类型与破坏形态的关系分析

给出了国内外尿素合成塔发生的爆炸事故案例,并根据爆炸的结果将爆炸类型分为内部爆炸与塔体爆炸.通过对爆炸原因、过程以及后果的分析,探讨了尿素合成塔内部和塔体的爆炸原因与破坏形态的对应关系.认为泄漏引发的“爆沸”是造成尿素合成塔塔体爆炸的原因,而气相层的化学爆炸则是尿素合成塔内部爆炸的原因,两者的破坏形态存在明显的差异.     

近爆作用下压型钢板组合楼板动力响应及影响因素数值分析

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,采用流固耦合的计算方法,对压型钢板组合楼板在近爆炸荷载作用下进行了不同工况的数值模拟,得出其受力形态,分析其动力响应及破坏过程,找出影响楼板动力响应的主要因素。数值分析结果表明：适当增加混凝土厚度和提高压型钢板强度,可以显著降低组合楼板的跨中最大位移,提高组合楼板的延性和抗爆性能;组合楼板中钢筋间距的变化,对组合楼板抗爆性能影响较小。     

网架结构在雪荷载超载时的连续倒塌性能

采用ANSYS有限元软件,对某中学艺术楼屋顶网架在雪荷载超载时的连续倒塌性能进行了分析,考虑雪荷载分别超载15％、30％和50％3种情况.分析结果表明：该网架结构在雪荷载超载15％时,不会发生连续倒塌;雪荷载超载30％时,存在发生连续倒塌的可能;雪荷载超载50％时,将发生连续倒塌.该网架结构既有较好的经济型,又有合理的安全性.     

板壳结构接触爆炸数值仿真分析

接触爆炸载荷作用下板壳结构的变形和破损是非常复杂的非线性动态响应过程,现有的各种理论和实验研究方法都有各自不同的应用范围与条件.借助于有限元程序LS-DYNA中的ALE算法,对空气中单层钢板在凝聚态炸药接触爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行了数值仿真,描述了2种物质的流动以及钢板的破口形状、尺寸和塑性区域随时间增加的变化情况,定量给出了钢板的最大破口半径与炸药装药量之间的关系式.仿真分析表明ALE算法适用于解决接触爆炸过程中的流一固耦合问题,模拟和预测材料在爆轰波冲击下的非线性动态响应.