內容簡介
本書縱觀國內外建築結構抗爆分析與設計領域的發展動態，系統地總結和闡述了作者及研究團隊近二十年來在此領域的研究成果，主要包括爆炸衝擊波在城市複雜環境中和典型建築物內部的傳播規律，及其作用於建築結構及關鍵結構構件上的爆炸荷載及簡化模型；動力荷載作用下建築鋼材、混凝土、鋼筋以及磚砌體材料的動力性能及動態本構關係，以及建築材料動態性能的試驗方法；梁、板、柱等結構主要受力構件在爆炸荷載作用下的動態回響特徵、破壞模式與損傷破壞機理，以及砌體填充牆等非結構構件在爆炸荷載作用下的破碎分析及災害效應評估；建築結構梁、板、柱等結構受力構件在爆炸荷載作用後的損傷程度評估方法，以及鋼柱在爆炸與火災聯合作用後的損傷程度評估方法；建築結構連續倒塌分析的常用方法，以及爆炸荷載作用下鋼筋混凝土結構、鋼結構、高層建築結構等連續倒塌分析的高效方法；爆炸荷載作用下典型鋼筋混凝土結構和鋼結構的動態回響行為與連續倒塌機理，以及建築結構防連續倒塌設計方法以及建築結構抗爆的分類設防標準、概念設計方法和安全防護距離
目錄
1章緒論1
1.1恐怖或意外爆炸事件中建築結構的破壞現象1
1.1.10klahoma州聯邦大樓2
1.1.2紐約世貿中心大廈3
1.1.3倫敦RonanPoint公寓樓4
1.1.4遼寧盤錦某辦公大樓5
1.2爆炸破壞效應6
1.2.1爆炸衝擊波的破壞效應6
1.2.2爆炸碎片的破壞效應7
1.2.3爆炸地震的破壞效應8
1.2.4爆炸引起的次生災害8
1.3建築結構抗爆研究現狀9
1.3.1作用於建築結構上的爆炸荷載9
1.3.2結構構件在爆炸荷載作用下的力學行為10
1.3.3地面建（構）築物抗爆研究10
1.3.4地下結構抗爆研究11
1.3.5建築結構抗爆設計及防爆措施12
1.4本書內容13
參考文獻14
第2章爆炸荷載19
2.1爆炸荷載的分類19
2.1.1無約束爆炸荷載19
2.1.2約束爆炸荷載22
2.1.3作用於建築結構上的爆炸荷載23
2.2蓮築外部爆炸情況下作用於結構上的爆炸荷載24
2.2.1城市複雜環境中作用於建築結構上的爆炸荷載24
2.2.2建築外部爆炸作用於結構柱上的爆炸荷載43
2.3建築內部爆炸情況下作用於結構上的爆炸荷載81
2.3.1典型結構內部爆炸波的傳播規律與超壓荷載模型81
2.3.2捷運車站內爆炸波的傳播規律與超壓荷載模型93
2.4本章小結122
參考文獻123
第3章建築材料的動態本構關係126
3.1混凝土126
3.1.1混凝土抗壓強度的應變率效應127
3.1.2混凝土抗拉強度的應變率效應130
3.1.3混凝土的動態本構模型131
3.2結構鋼材與鋼筋140
3.2.1鋼材的應變率效應140
3.2.2鋼材動態本構模型143
3.3砌體145
3.3.1黏土磚的動態增大係數145
3.3.2砂漿的動態增大係數146
3.3.3黏土磚和砂漿的動態本構模型148
3.4本章小結151
參考文獻151
第4章爆炸荷載作用下結構構件的動態回響與損傷破壞161
4.1鋼筋混凝土柱161
4.1.1鋼筋混凝土柱動力回響的數值模擬162
4.1.2鋼筋混凝土柱動力回響的參數分析167
4.1.3鋼筋混凝土柱的破壞模式171
4.2鋼柱173
4.2.1考慮損傷累積效應鋼材的動態本構模型173
4.2.2考慮材料損傷累積影晌的評判標準174
4.2.3損傷演化方程174
4.2.4爆炸荷載作用下鋼柱的動力回響和破壞模式175
4.3鋼筋混凝土梁179
4.3.1鋼筋混凝土梁抗爆性能分析的數值模型180
4.3.2鋼筋混凝土梁的破壞模式187
4.3.3鋼筋混凝土梁抗爆性能的影響因素分析191
4.4鋼筋混凝土板199
4.4.1鋼筋混凝土板的計算模型200
4.4.2鋼筋混凝土板動力回響的影響因素分析202
4.4.3鋼筋混凝土板的破壞形態分析207
4.5砌體填充牆215
4.5.1裂縫發展和碎片形成理淪216
4.5.2砌體材料模型219
4.5.3砌體牆有限元模型和爆炸回響分析229
4.5.4爆炸荷載作用下砌體牆碎片尺寸分析233
4.5.5爆炸荷載作用下砌體牆的碎片拋射距離分析235
4.5.6爆炸荷載作用下砌體牆的碎片統計特性239
4.5.7爆炸荷載作用下砌體牆的破碎過程模擬251
4.6本章小結255
參考文獻256
第5章爆炸荷載作用下結構構件的損傷程度評估262
5.1確定結構構件P-I曲線的現有方法263
5.1.1解析方法263
5.1.2試驗方法264
5.1.3數值方法265
5.2鋼筋混凝土柱265
5.2.1確定鋼筋混凝土柱P-I曲線的簡化數值方法265
5.2.2鋼筋混凝土柱P-I曲線的參數分析271
5.2.3任意鋼筋混凝土柱P-I曲線的預測公式275
5.2.4比較和驗證277
5.3鋼柱280
5.3.1鋼材材料模型280
5.3.2爆炸荷載作用下鋼柱的損傷評估288
5.3.3燥炸荷載作用後鋼柱的抗火分析292
5.4鋼筋混凝土板303
5.4.1破壞參數303
5.4.2基準極限彎矩304
5.4.3衝擊破壞及P-I曲線的繪製305
5.5本章小結308
參考文獻308
第6章爆炸荷載作用下建築結構的連續倒塌分析方法311
6.1直接模擬方法311
6.2替代傳力路徑法312
6.3考慮爆炸荷載效應的新方法314
6.3.1臨界炸藥起爆位置和炸藥量的確定314
6.3.2結構構件非零初始條件的確定和數值模擬315
6.3.3結構構件初始損傷的確定和數值模擬318
6.3.4構件非零初始條件和初始損傷確定方法的數值驗證319
6.3.5連續倒塌分析新方法的般分析步驟320
6.3.6比較和驗證321
6.4子結構法335
6.4.1子結構選取原則335
6.4.2子結構邊界條件的確定337
6.4.3結構倒塌判定準則及抗連續倒塌性能評估方法338
6.4.4鋼框架抗連續倒塌性能評估339
6.5本章小結345
6.5本章小結345
參考文獻346
第7章爆炸荷載作用下建築結構的連續倒塌機制348
7.1鋼筋混凝土框架結構的連續倒塌機制348
7.1.1材料模型的選取349
7.1.2建模中應注意的問題350
7.1.3鋼筋混凝土框架結構連續倒塌分析351
7.2高層鋼筋混凝土結構的連續倒塌機制360
7.2.1高層鋼筋混凝土結構多尺度模型的建立360
7.2.2高層鋼筋混凝土結構連續倒塌分析362
7.2.3高層鋼筋混凝土結構連續倒塌機制與倒塌模式365
7.3鋼框架緒構的連續倒塌機制369
7.3.1框架梁、柱表面爆炸荷載計算370
7.3.2爆炸荷載作用下鋼框架結構的動態回響與破壞倒塌分析379
7.4鋼平板網架的破壞倒塌385
7.4.1平板網架結構有限元模型和爆炸荷載386
7.4.2爆炸荷載作用下平板網架結構的破壞倒塌分析387
7.5本章小結403
參考文獻403
第8章建築結構抗爆設防標準與概念設計406
8.1建築結構抗爆設防標準407
8.1.1抗爆設防烈度407
8.1.2抗爆設防等級409
8.1.3抗爆設防標準412
8.1.4抗爆設防類別417
8.2建築結構抗爆概念設計418
8.2.1抗爆概念設計的重要性418
8.2.2抗爆防護設計目標419
8.2.3抗爆概念設計理念419
8.2.4抗爆構造措施426
8.2.5建築結構抗爆概念設計要點431
8.3建築結構抗爆防護安全指標432
8.3.1爆炸破壞效應432
8.3.2爆炸防護荷載標準434
8.3.3比例距離437
8.3.4防護安全指標440
8.3.5天津西站抗爆防護分析441
8.4本章小結443
參考文獻444
索引447
目錄
第1章緒論1
1.1恐怖或意外爆炸事件中建築結構的破壞現象1
1.1.10klahoma州聯邦大樓2
1.1.2紐約世貿中心大廈3
1.1.3倫敦RonanPoint公寓樓4
1.1.4遼寧盤錦某辦公大樓5
1.2爆炸破壞效應6
1.2.1爆炸衝擊波的破壞效應6
1.2.2爆炸碎片的破壞效應7
1.2.3爆炸地震的破壞效應8
1.2.4爆炸引起的次生災害8
1.3建築結構抗爆研究現狀9
1.3.1作用於建築結構上的爆炸荷載9
1.3.2結構構件在爆炸荷載作用下的力學行為10
1.3.3地面建（構）築物抗爆研究10
1.3.4地下結構抗爆研究11
1.3.5建築結構抗爆設計及防爆措施12
1.4本書內容13
參考文獻14
第2章爆炸荷載19
2.1爆炸荷載的分類19
2.1.1無約束爆炸荷載19
2.1.2約束爆炸荷載22
2.1.3作用於建築結構上的爆炸荷載23
2.2蓮築外部爆炸情況下作用於結構上的爆炸荷載24
2.2.1城市複雜環境中作用於建築結構上的爆炸荷載24
2.2.2建築外部爆炸作用於結構柱上的爆炸荷載43
2.3建築內部爆炸情況下作用於結構上的爆炸荷載81
2.3.1典型結構內部爆炸波的傳播規律與超壓荷載模型81
2.3.2捷運車站內爆炸波的傳播規律與超壓荷載模型93
2.4本章小結122
參考文獻123
第3章建築材料的動態本構關係126
3.1混凝土126
3.1.1混凝土抗壓強度的應變率效應127
3.1.2混凝土抗拉強度的應變率效應130
3.1.3混凝土的動態本構模型131
3.2結構鋼材與鋼筋140
3.2.1鋼材的應變率效應140
3.2.2鋼材動態本構模型143
3.3砌體145
3.3.1黏土磚的動態增大係數145
3.3.2砂漿的動態增大係數146
3.3.3黏土磚和砂漿的動態本構模型148
3.4本章小結151
參考文獻151
第4章爆炸荷載作用下結構構件的動態回響與損傷破壞161
4.1鋼筋混凝土柱161
4.1.1鋼筋混凝土柱動力回響的數值模擬162
4.1.2鋼筋混凝土柱動力回響的參數分析167
4.1.3鋼筋混凝土柱的破壞模式171
4.2鋼柱173
4.2.1考慮損傷累積效應鋼材的動態本構模型173
4.2.2考慮材料損傷累積影晌的評判標準174
4.2.3損傷演化方程174
4.2.4爆炸荷載作用下鋼柱的動力回響和破壞模式175
4.3鋼筋混凝土梁179
4.3.1鋼筋混凝土梁抗爆性能分析的數值模型180
4.3.2鋼筋混凝土梁的破壞模式187
4.3.3鋼筋混凝土梁抗爆性能的影響因素分析191
4.4鋼筋混凝土板199
4.4.1鋼筋混凝土板的計算模型200
4.4.2鋼筋混凝土板動力回響的影響因素分析202
4.4.3鋼筋混凝土板的破壞形態分析207
4.5砌體填充牆215
4.5.1裂縫發展和碎片形成理淪216
4.5.2砌體材料模型219
4.5.3砌體牆有限元模型和爆炸回響分析229
4.5.4爆炸荷載作用下砌體牆碎片尺寸分析233
4.5.5爆炸荷載作用下砌體牆的碎片拋射距離分析235
4.5.6爆炸荷載作用下砌體牆的碎片統計特性239
4.5.7爆炸荷載作用下砌體牆的破碎過程模擬251
4.6本章小結255
參考文獻256
第5章爆炸荷載作用下結構構件的損傷程度評估262
5.1確定結構構件P-I曲線的現有方法263
5.1.1解析方法263
5.1.2試驗方法264
5.1.3數值方法265
5.2鋼筋混凝土柱265
5.2.1確定鋼筋混凝土柱P-I曲線的簡化數值方法265
5.2.2鋼筋混凝土柱P-I曲線的參數分析271
5.2.3任意鋼筋混凝土柱P-I曲線的預測公式275
5.2.4比較和驗證277
5.3鋼柱280
5.3.1鋼材材料模型280
5.3.2爆炸荷載作用下鋼柱的損傷評估288
5.3.3燥炸荷載作用後鋼柱的抗火分析292
5.4鋼筋混凝土板303
5.4.1破壞參數303
5.4.2基準極限彎矩304
5.4.3衝擊破壞及P-I曲線的繪製305
5.5本章小結308
參考文獻308
第6章爆炸荷載作用下建築結構的連續倒塌分析方法311
6.1直接模擬方法311
6.2替代傳力路徑法312
6.3考慮爆炸荷載效應的新方法314
6.3.1臨界炸藥起爆位置和炸藥量的確定314
6.3.2結構構件非零初始條件的確定和數值模擬315
6.3.3結構構件初始損傷的確定和數值模擬318
6.3.4構件非零初始條件和初始損傷確定方法的數值驗證319
6.3.5連續倒塌分析新方法的般分析步驟320
6.3.6比較和驗證321
6.4子結構法335
6.4.1子結構選取原則335
6.4.2子結構邊界條件的確定337
6.4.3結構倒塌判定準則及抗連續倒塌性能評估方法338
6.4.4鋼框架抗連續倒塌性能評估339
6.5本章小結345
參考文獻346
第7章爆炸荷載作用下建築結構的連續倒塌機制348
7.1鋼筋混凝土框架結構的連續倒塌機制348
7.1.1材料模型的選取349
7.1.2建模中應注意的問題350
7.1.3鋼筋混凝土框架結構連續倒塌分析351
7.2高層鋼筋混凝土結構的連續倒塌機制360
7.2.1高層鋼筋混凝土結構多尺度模型的建立360
7.2.2高層鋼筋混凝土結構連續倒塌分析362
7.2.3高層鋼筋混凝土結構連續倒塌機制與倒塌模式365
7.3鋼框架緒構的連續倒塌機制369
7.3.1框架梁、柱表面爆炸荷載計算370
7.3.2爆炸荷載作用下鋼框架結構的動態回響與破壞倒塌分析379
7.4鋼平板網架的破壞倒塌385
7.4.1平板網架結構有限元模型和爆炸荷載386
7.4.2爆炸荷載作用下平板網架結構的破壞倒塌分析387
7.5本章小結403
參考文獻403
第8章建築結構抗爆設防標準與概念設計406
8.1建築結構抗爆設防標準407
8.1.1抗爆設防烈度407
8.1.2抗爆設防等級409
8.1.3抗爆設防標準412
8.1.4抗爆設防類別417
8.2建築結構抗爆概念設計418
8.2.1抗爆概念設計的重要性418
8.2.2抗爆防護設計目標419
8.2.3抗爆概念設計理念419
8.2.4抗爆構造措施426
8.2.5建築結構抗爆概念設計要點431
8.3建築結構抗爆防護安全指標432
8.3.1爆炸破壞效應432
8.3.2爆炸防護荷載標準434
8.3.3比例距離437
8.3.4防護安全指標440
8.3.5天津西站抗爆防護分析441
8.4本章小結443
參考文獻444
索引447
