《大跨空間結構爆炸荷載及破壞響應》系統(tǒng)地總結了作者在大跨空間結構抗爆炸領域的研究成果及前沿進展，內(nèi)容主要包括爆炸作用下空間結構遭受的沖擊波荷載及破壞響應兩方面。通過爆炸試驗與數(shù)值仿真，獲得了曲面殼體內(nèi)、外表面沖擊壓力模型，掌握了沖擊波沿曲面殼體的傳播規(guī)律，建立了單層球面網(wǎng)殼爆炸荷載下的破壞模式、破壞機理及風險評估理論。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 大跨空間結構抗爆研究的背景和意義 1
1.2 建筑物上的爆炸荷載 2
1.3 工程結構的爆炸響應 3
1.4 大跨空間結構抗爆研究的特殊性 5
參考文獻 6
第2章 球面殼體的內(nèi)爆荷載 9
2.1 球面殼體中心內(nèi)爆測壓試驗 10
2.1.1 試驗方案及設計 10
2.1.2 試驗現(xiàn)場準備 11
2.1.3 試驗結果 14
2.2 爆炸荷載大小及分布特性 20
2.2.1 數(shù)值仿真方法及驗證 20
2.2.2 爆炸荷載分布規(guī)律 23
2.2.3 非中心爆炸荷載分布規(guī)律 28
2.3 內(nèi)爆荷載簡化模型 30
參考文獻 33
第3章 大跨平屋蓋結構的內(nèi)爆荷載 34
3.1 有限元建模 34
3.2 1/4模型峰值超壓場特性 36
3.2.1 沖擊波傳播特性 36
3.2.2 結構超壓分布 38
3.2.3 參數(shù)分析 39
3.3 矩形1/2模型峰值超壓場特性 42
3.3.1 沖擊波傳播特性 42
3.3.2 結構超壓分布 44
3.3.3 參數(shù)分析 46
3.4 對角線1/2模型峰值超壓場特性 48
3.4.1 沖擊波傳播特性 48
3.4.2 參數(shù)分析 50
3.5 平屋蓋結構峰值超壓場模型 51
3.5.1 屋蓋超壓場分區(qū)簡化 51
3.5.2 形函數(shù)插值法 59
3.5.3 基于作用疊加的峰值超壓場預測 60
第4章 球面殼體的外爆荷載 70
4.1 球面殼體外爆測壓試驗 70
4.1.1 試驗目的與方案 70
4.1.2 試驗概況 72
4.1.3 傳統(tǒng)半經(jīng)驗公式的誤差討論 73
4.2 球殼外爆仿真技術及屋蓋荷載特性 74
4.2.1 有限元模型建立 74
4.2.2 流固耦合效應 76
4.2.3 平行效應 77
4.2.4 超壓時程曲線簡化 81
4.2.5 殼面爆炸流場傳播規(guī)律 82
4.3 球殼外爆荷載參數(shù)分析 87
4.3.1 反射效應 87
4.3.2 清除效應 89
4.4 球殼外爆荷載簡化模型 91
4.5 球面殼體外爆荷載的不確定性 93
4.5.1 外爆荷載不確定性試驗 93
4.5.2 外爆荷載概率分布 97
4.5.3 基于分位值的球殼外爆荷載因子 104
參考文獻 106
第5章 單層球面網(wǎng)殼結構的內(nèi)爆破壞機理 108
5.1 內(nèi)爆分析方法 108
5.2 內(nèi)爆失效模式 110
5.2.1 失效模式1：小幅振動 110
5.2.2 失效模式2：局部凹陷 112
5.2.3 失效模式3：沖脹變形 114
5.2.4 失效模式4：整體塌陷 116
5.2.5 失效模式5：沖破破壞 118
5.3 內(nèi)爆破壞機理分析 120
5.4 中心內(nèi)爆作用參數(shù)分析 121
5.4.1 均布脈沖作用 122
5.4.2 基于內(nèi)爆荷載模型的失效規(guī)律 124
5.4.3 兩種加載方式結果對比 126
參考文獻 128
第6章 單層球面網(wǎng)殼結構的外爆破壞響應 129
6.1 外爆響應數(shù)值分析方法 129
6.1.1 數(shù)值分析模型建立 129
6.1.2 ConWep方法的適用性 131
6.2 單層球面網(wǎng)殼外爆響應參數(shù)分析 137
6.2.1 炸藥質量 137
6.2.2 炸藥高度 138
6.2.3 炸藥水平偏離距離 139
6.2.4 矢跨比 139
6.2.5 桿件截面 140
6.2.6 屋面板厚度 140
6.2.7 屋面質量 141
6.3 單層球面網(wǎng)殼外爆失效模式 142
6.4 單層球面網(wǎng)殼結構損傷模型 143
6.5 單層球面網(wǎng)殼外爆損傷程度分級 145
6.6 單層球面網(wǎng)殼縮尺模型外爆試驗 147
6.6.1 可燃氣體外爆試驗 147
6.6.2 固體TNT炸藥外爆試驗 151
參考文獻 159
第7章 爆炸作用下單層球面網(wǎng)殼的風險及防御 160
7.1 引言 160
7.2 單層球面網(wǎng)殼有限元模型 160
7.3 單層球面網(wǎng)殼在外爆作用下的可靠度 161
7.3.1 基于Monte-Carlo抽樣的可靠度分析 162
7.3.2 單層球面網(wǎng)殼的失效概率 167
7.4 單層球面網(wǎng)殼在外爆作用下的風險評估 174
7.4.1 風險評估的基本原理 175
7.4.2 爆炸作用下網(wǎng)殼結構經(jīng)濟損失模型 175
7.4.3 基于防撞柱防護措施的評估與布置優(yōu)化 177
7.4.4 基于投資最優(yōu)原則的結構方案優(yōu)化 181
參考文獻 193
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