燃气爆炸荷载下玻璃的破坏研究综述

结合玻璃的材料特性,综合论述了玻璃抗爆与燃气爆炸效应的研究现状,并探讨了玻璃抗燃气爆炸的发展方向,指出进行建筑玻璃在燃气爆炸荷载下的破坏研究是有必要的。     

爆炸冲击荷载下玻璃幕墙建筑抗爆研究

近年来,针对建筑物的恐怖爆炸袭击不断发生,使得抗爆玻璃研究成为人们关注的热点。文中对抗爆玻璃在冲击荷载下的研究分析方法、性能研究的现状及设计方法做了较全面的综述。     

建筑夹层玻璃在冲击荷载下的破坏研究概述

世界各地恐怖主义爆炸袭击和各种爆炸事件呈上升趋势,爆炸给人类及建筑物造成极大的伤害和破坏。据统计,爆炸中大多数人员伤亡是由建筑玻璃破碎的碎片造成的。目前已对建筑夹层玻璃在冲击等荷载下的破坏强度、动力响应、安全性及经济性等方面进行了某些研究,有关其在爆炸冲击荷载下的性能研究还处于初步阶段,试验和有限元数值模拟成为其主要研究手段。对抗爆玻璃性能、研究分析方法及冲击荷载作用下建筑夹层玻璃的破坏研究现状做了较全面的综述。     

建筑玻璃在爆炸荷载下的动力响应特征

近年来世界各地恐怖爆炸事件时有发生,给人类及建筑物造成极大的威胁。在爆炸荷载下,建筑门窗及玻璃幕墙会受到不同程度的破坏,产生的玻璃碎片会对建筑物内的居民造成致命的伤害,因此建筑玻璃的抗爆设计成为目前研究人员关注的焦点。在目前严峻的反恐形势下,结合爆炸冲击波的传播特性,分析建筑玻璃在不同的冲击波情形下的动力响应特征,为建筑玻璃的防爆设计提供参考。     

建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能(Ⅱ)——试验验证

与本文相关的另一篇系列论文对建筑玻璃板在爆炸荷载下的玻璃碎片飞溅进行了理论推导,最终得到了用于评估玻璃碎片危害范围的简化模型。为了验证该理论模型的准确性,进行8mm厚普通平板玻璃的静力材性试验及其在600g、800g、1200g和1600gTNT炸药下的现场野外爆炸试验。通过压力传感器采集爆炸冲击波的压力时程;利用高速相机对玻璃碎片的破碎与飞溅过程进行抓拍,得到不同炸药当量下玻璃碎片的抛射速度;对各个荷载工况下玻璃板破碎后散落在房间内的玻璃碎片进行人工收集,得到玻璃碎片的距离分布。通过试验数据与理论模型的对比分析,得到理论模型中的调整系数,最后通过试验中玻璃碎片最大飞溅距离与理论模型得到的飞溅距离的对比,验证了用于玻璃碎片危害范围评估的理论模型的准确性。     

建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎性能(Ⅰ)——理论模型

爆炸、恐怖袭击等事件的发生常常引起建筑物外表面门窗玻璃的破碎、跌落以及玻璃碎片的飞溅,除了爆炸冲击波对建筑物内的直接冲击造成的损害之外,爆炸引起的玻璃碎片的飞溅常常是造成建筑物内人员伤亡和财产损失的另一个主要原因。针对爆炸事故中玻璃碎片产生的次生灾害,重点探讨爆炸荷载下玻璃碎片的破碎性能及其危害范围。基于能量守恒原理,分析建筑玻璃板在爆炸荷载下的破碎特征,提出玻璃板破碎后产生的玻璃碎片的抛射速度理论模型;根据动力学方程,考虑玻璃碎片飞溅过程中速度变化的影响因素,研究玻璃碎片的抛射速度变化和飞溅距离,确立爆炸荷载下玻璃碎片的飞行轨迹。另一篇系列文章将通过现场的爆炸试验验证本文公式的准确性。     

爆炸冲击荷载下的大坝抗爆性能及防护研究进展

高坝大库失事后果严重,突发爆炸冲击荷载作用下的大坝抗爆安全评价及防护问题值得关注.研究恐怖爆炸袭击或意外爆炸荷载作用下大坝的非线性动态响应行为及毁伤机制,评估大坝遭受爆炸袭击后的生存能力,对提高水利水电工程的抗爆安全性至关重要.从大坝抗爆试验和数值分析方法等方面论述了大坝抗爆防护相关研究进展,指出大坝抗爆防护研究亟待解...     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的抗爆性能研究

在爆炸冲击荷载作用下,钢筋混凝土梁、柱构件的破坏是导致建筑结构坍塌的主要原因。文章运用LS-DYNA对钢筋混凝土柱建立了三维有限元模型,并对爆炸冲击荷载下的钢筋混凝土柱的动力响应进行了数值模拟;运用参数化分析的方法研究了混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率、箍筋间距以及箍筋加密方式等对钢筋混凝土柱抗爆性能的影响。研究表明：提高混凝土轴心抗压强度、增大纵筋配筋率和进行箍筋加密可以有效提高钢筋混凝土柱的抗爆能力,尤其是对柱端箍筋进行加密是提高钢筋混凝土柱抗爆能力的最有效方式。     

爆炸荷载作用下抗爆结构的防护机理

从分析爆炸荷载对抗爆结构的作用机理出发,着眼于从结构体对爆能的吸收和动力响应的角度考虑其防护效能,并以结构实例突出阐述了常规武器爆炸对结构体产生的震塌破坏效应和破坏机理。     

爆炸荷载对建筑结构作用的研究与发展状况

介绍了爆炸荷载对建筑结构作用的研究与发展状况，分析了结构构件和节点的抗爆性能，并对结构连续倒塌的研究进行了总结，为今后爆炸荷载的研究提供了理论依据。     

玻璃幕墙抗爆简化分析与设计概述

当前,玻璃幕墙正以日新月异的形势发展,然而针对建筑物的恐怖爆炸袭击却不断发生,这对玻璃幕墙的设计提出了抗爆的要求。针对这种情况,本文首先介绍了爆炸冲击波荷载,并概述了当前用于建筑结构及构件的抗爆简化分析方法及其在建筑玻璃抗爆分析中的应用;其次,概述了在美国使用的玻璃抗爆设计标准的设计过程及特点;最后,指出了当前玻璃幕墙抗爆研究的发展方向。     

气凝胶建筑玻璃透光隔热性能及影响因素

新型气凝胶玻璃具有良好的透光隔热性能,作为高性能建筑玻璃能有效降低建筑能耗。通过气凝胶颗粒粒径和填充厚度设计,制成8种不同结构的气凝胶填充玻璃;实验研究了气凝胶颗粒粒径与填充厚度对气凝胶玻璃透光和隔热性能的影响。结果表明:当气凝胶粒径从0.41mm增大到0.93mm时,玻璃透光率明显增大,而当气凝胶粒径继续增大时透光率变化不大;当气凝胶粒径从0.41mm增大到2.7mm时,气凝胶玻璃传热系数增大约15%;相对于普通玻璃,相同尺寸的普通玻璃传热系数最多可降低51.43%。采用玻璃隔热实验测试研究了气凝胶玻璃与普通中空玻璃的隔热温差,结果表明,气凝胶玻璃较普通玻璃隔热效果提高5.4~10.2℃。     

玻璃幕墙及采光顶结构设计若干问题探讨

针对玻璃幕墙及采光顶结构设计中作用(荷载)计算、作用效应组合、安全玻璃定义、不同作用下玻璃强度取值、夹层玻璃计算方法、结构胶缝计算方法等,指出了存在的问题,探讨、研究了解决问题的方法或思路,供参考。     

An analytical approach for quantification of glazing hazard in buildings subject to external explosive blasts

This paper describes a conservative analytical approach for quantification of glazing hazard in terms of number of casualties among building occupiers from flying glass fragments produced by shattered windows due to external explosive blast. Three main stages are discussed in the proposed analytical approach: modelling nonlinear transient–dynamic response of monolithic windows subjected to conventional explosions, conservative estimation of glass fragment trajectories influenced by additional aerodynamic forces due to vented blast pressures and estimation of casualties. Four injury severity levels are considered, ranging from minor cuts and bruises to multiple serious injuries with significant blood loss. The total kinetic energy of fragments at impact on occupiers is estimated and used to predict the severity level of injuries, with calculation based on available injury data from archive events. Comparison studies presented in this paper highlight the lack of robustness of existing methods towards quantification of glazing hazard due to explosive blasts. The proposed analytical method will be of direct importance to both engineers and practitioners involved with planning glazing retrofits for existing buildings and identifying cost-effective combinations of protection measures for new buildings.     

浅谈门窗玻璃垫块的安装方法

本文简要介绍了门窗玻璃垫块在门窗组装中的作用及安装方法，避免因为玻璃重量分布不均而造成“掉角”等现象。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动力响应的数值模拟

考虑了高应变率下混凝土和钢筋的动态本构模型,根据已有试验资料对炸药、钢筋混凝土构件和两者之间的空气建立数值模型,使用显式动力有限元软件LS-DYNA模拟了空气中点源炸药爆炸产生的爆轰冲击作用于钢筋混凝土构件和爆炸荷载作用下构件动力响应的全过程。结果表明,钢筋混凝土构件受到爆轰冲击的作用区域主要集中在构件迎爆面,构件背爆面受到的绕射冲击作用相比可以忽略;构件内应力波的传播不规则,同一位置处剪切应力波峰值早于弯曲应力波出现,构件的易损部位和爆轰冲击的主要作用位置有关,构件中部较端部更易发生弯曲破坏,而端部较中部更易发生剪切破坏。数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。成果表明,本文的数值模拟方法可以更准确地模拟爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏机理和研究构件抗爆能力。     

Energy modelling studies of thermochromic glazing

Theoretically thermochromic glazing has the potential to reduce energy consumption in buildings by allowing visible light for day lighting, reducing unwanted solar gain during the cooling season, whilst allowing useful solar gain in the heating season. In this study building simulation is used to predict the savings made by novel thermochromic glazing coatings compared to standard products, for locations with different climates. The results suggest that thermochromic glazing can have a significant energy saving effect compared to current approaches.