建筑结构抗爆分析理论

前言

第1章 绪论

1.1 恐怖或意外爆炸事件中建筑结构的破坏现象

1.1.1 Oklahoma州联邦大楼

1.1.2 纽约世贸中心大厦

1.1.3 伦敦Ronan Point公寓楼

1.1.4 辽宁盘锦某办公大楼

1.2 爆炸破坏效应

1.2.1 爆炸冲击波的破坏效应

1.2.2 爆炸碎片的破坏效应

1.2.3 爆炸地震的破坏效应

1.2.4 爆炸引起的次生灾害

1.3 建筑结构抗爆研究现状

1.3.1 作用于建筑结构上的爆炸荷载

1.3.2 结构构件在爆炸荷载作用下的力学行为

1.3.3 地面建（构）筑物抗爆研究

1.3.4 地下结构抗爆研究

1.3.5 建筑结构抗爆设计及防爆措施

1.4 本书内容

参考文献

第2章 爆炸荷载

2.1 爆炸荷载的分类

2.1.1 无约束爆炸荷载

2.1.2 约束爆炸荷载

2.1.3 作用于建筑结构上的爆炸荷载

2.2 建筑外部爆炸情况下作用于结构上的爆炸荷载

2.2.1 城市复杂环境中作用于建筑结构上的爆炸荷载

2.2.2 建筑外部爆炸作用于结构柱上的爆炸荷载

2.3 建筑内部爆炸情况下作用于结构上的爆炸荷载

2.3.1 典型结构内部爆炸波的传播规律与超压荷载模型

2.3.2 地铁车站内爆炸波的传播规律与超压荷载模型

2.4 本章小结

参考文献

第3章 建筑材料的动态本构关系

3.1 混凝土

3.1.1 混凝土抗压强度的应变率效应

3.1.2 混凝土抗拉强度的应变率效应

3.1.3 混凝土的动态本构模型

3.2 结构钢材与钢筋

3.2.1 钢材的应变率效应

3.2.2 钢材动态本构模型

3.3 砌体

3.3.1 黏土砖的动态增大系数

3.3.2 砂浆的动态增大系数

3.3.3 黏土砖和砂浆的动态本构模型

3.4 本章小结

参考文献

第4章 爆炸荷载作用下结构构件的动态响应与损伤破坏

4.1 钢筋混凝土柱

4.1.1 钢筋混凝土柱动力响应的数值模拟

4.1.2 钢筋混凝土柱动力响应的参数分析

4.1.3 钢筋混凝土柱的破坏模式

4.2 钢柱

4.2.1 考虑损伤累积效应钢材的动态本构模型

4.2.2 考虑材料损伤累积影响的评判标准

4.2.3 损伤演化方程

4.2.4 爆炸荷载作用下钢柱的动力响应和破坏模式

4.3 钢筋混凝土梁

4.3.1 钢筋混凝土梁抗爆性能分析的数值模型

4.3.2 钢筋混凝土梁的破坏模式

4.3.3 钢筋混凝土梁抗爆性能的影响因素分析

4.4 钢筋混凝土板

4.4.1 钢筋混凝土板的计算模型

4.4.2 钢筋混凝土板动力响应的影响因素分析

4.4.3 钢筋混凝土板的破坏形态分析

4.5 砌体填充墙

4.5.1 裂缝发展和碎片形成理论

4.5.2 砌体材料模型

4.5.3 砌体墙有限元模型和爆炸响应分析

4.5.4 爆炸荷载作用下砌体墙碎片尺寸分析

4.5.5 爆炸荷载作用下砌体墙的碎片抛射距离分析

4.5.6 爆炸荷载作用下砌体墙的碎片统计特性

4.5.7 爆炸荷载作用下砌体墙的破碎过程模拟

4.6 本章小结

参考文献

第5章 爆炸荷载作用下结构构件的损伤程度评估

5.1 确定结构构件P-I曲线的现有方法

5.1.1 解析方法

5.1.2 试验方法

5.1.3 数值方法

5.2 钢筋混凝土柱

5.2.1 确定钢筋混凝土柱P-I曲线的简化数值方法

5.2.2 钢筋混凝土柱P-I曲线的参数分析

5.2.3 任意钢筋混凝土柱P-I曲线的预测公式

5.2.4 比较和验证

5.3 钢柱

5.3.1 钢材材料模型

5.3.2 爆炸荷载作用下钢柱的损伤评估

5.3.3 爆炸荷载作用后钢柱的抗火分析

5.4 钢筋混凝土板

5.4.1 破坏参数

5.4.2 基准极限弯矩

5.4.3 冲击破坏及P-I曲线的绘制

5.5 本章小结

参考文献

第6章 爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌分析方法

6.1 直接模拟方法

6.2 替代传力路径法

6.3 考虑爆炸荷载效应的新方法

6.3.1 临界炸药起爆位置和炸药量的确定

6.3.2 结构构件非零初始条件的确定和数值模拟

6.3.3 结构构件初始损伤的确定和数值模拟

6.3.4 构件非零初始条件和初始损伤确定方法的数值验证

6.3.5 连续倒塌分析新方法的一般分析步骤

6.3.6 比较和验证

6.4 子结构法

6.4.1 子结构选取原则

6.4.2 子结构边界条件的确定

6.4.3 结构倒塌判定准则及抗连续倒塌性能评估方法

6.4.4 钢框架抗连续倒塌性能评估

6.5 本章小结

参考文献

第7章 爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌机制

7.1 钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机制

7.1.1 材料模型的选取

7.1.2 建模中应注意的问题

7.1.3 钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析

7.2 高层钢筋混凝土结构的连续倒塌机制

7.2.1 高层钢筋混凝土结构多尺度模型的建立

7.2.2 高层钢筋混凝土结构连续倒塌分析

7.2.3 高层钢筋混凝土结构连续倒塌机制与倒塌模式

7.3 钢框架结构的连续倒塌机制

7.3.1 框架梁、柱表面爆炸荷载计算

7.3.2 爆炸荷载作用下钢框架结构的动态响应与破坏倒塌分析

7.4 钢平板网架的破坏倒塌

7.4.1 平板网架结构有限元模型和爆炸荷载

7.4.2 爆炸荷载作用下平板网架结构的破坏倒塌分析

7.5 本章小结

参考文献

第8章 建筑结构抗爆设防标准与概念设计

8.1 建筑结构抗爆设防标准

8.1.1 抗爆设防烈度

8.1.2 抗爆设防等级

8.1.3 抗爆设防标准

8.1.4 抗爆设防类别

8.2 建筑结构抗爆概念设计

8.2.1 抗爆概念设计的重要性

8.2.2 抗爆防护设计目标

8.2.3 抗爆概念设计理念

8.2.4 抗爆构造措施

8.2.5 建筑结构抗爆概念设计要点

8.3 建筑结构抗爆防护安全指标

8.3.1 爆炸破坏效应

8.3.2 爆炸防护荷载标准

8.3.3 比例距离

8.3.4 防护安全指标

8.3.5 天津西站抗爆防护分析

8.4 本章小结

参考文献

索引

彩图

《建筑结构抗爆分析理论》纵观国内外建筑结构抗爆分析与设计领域的发展动态，系统地总结和阐述了作者及研究团队近二十年来在此领域的研究成果，主要包括爆炸冲击波在城市复杂环境中和典型建筑物内部的传播规律，及其作用于建筑结构及关键结构构件上的爆炸荷载及简化模型；动力荷载作用下建筑钢材、混凝土、钢筋以及砖砌体材料的动力性能及动态本构关系，以及建筑材料动态性能的试验方法；梁、板、柱等结构主要受力构件在爆炸荷载作用下的动态响应特征、破坏模式与损伤破坏机理，以及砌体填充墙等非结构构件在爆炸荷载作用下的破碎分析及灾害效应评估；建筑结构梁、板、柱等结构受力构件在爆炸荷载作用后的损伤程度评估方法，以及钢柱在爆炸与火灾联合作用后的损伤程度评估方法；建筑结构连续倒塌分析的常用方法，以及爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构、钢结构、高层建筑结构等连续倒塌分析的高效方法；爆炸荷载作用下典型钢筋混凝土结构和钢结构的动态响应行为与连续倒塌机理，以及建筑结构防连续倒塌设计方法以及建筑结构抗爆的分类设防标准、概念设计方法和安全防护距离等。