[00881727]建筑结构爆炸效应与损伤评估

该项目属于土木建筑工程领域的应用基础研究，研究成果服务于建筑结构相关的防护工程设计与施工、结构动态力学性能与抗爆分析、结构爆后损伤评估、结构优化设计等专业技术领域。 建筑结构抗爆及防护作为社会公共安全的重要组成部分逐渐成为关注的焦点问题，现行的建筑结构设计规范体系中，尚未有建筑抗爆防护安全的相关法规和指导性文件，所进行的建筑结构抗爆防护安全设计和爆后损伤评估大多参考国外规范并依赖于设计人员的经验。因此，研究爆炸荷载作用下建筑结构动力灾变及其防护具有重要的理论意义和现实意义。 该项目综合采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法，全面、系统地研究了建筑结构关键构件(梁、板、柱、墙等)及典型结构(地上结构、地下结构)在爆炸荷载作用下的动态力学性能、数值模拟方法和损伤评估体系。主要研究内容及成果如下： (1)爆炸荷载计算方法：揭示了建筑结构关键构件和典型结构爆炸荷载的分布规律，提出爆炸荷载的计算模型，修正了美国抗爆手册《TM5-1300(UFC3-340-02)抗偶然爆炸结构设计手册》中爆炸荷载的计算方法，使建筑结构爆炸荷载的精确计算成为可能。 (2)爆炸荷载下建筑结构的力学响应机制和破坏机理：揭示了建筑结构关键构件及典型结构在爆炸荷载下的动态响应规律及受力机理，阐明多种特征参数对结构抗爆性能的影响，定义了关键构件和典型结构的破坏类型及破坏特征，为建筑结构抗爆防护设计奠定了重要的理论基础。 (3)建筑结构爆后损伤评估体系：揭示了爆炸荷载下建筑结构关键构件的损伤机制，定义了相应的失效准则和损伤指数，构建了建筑结构关键构件爆后损伤评估方法及体系，可对建筑结构各关键构件在不同等级爆炸荷载下的损伤程度进行有效评估。 (4)建筑结构动力响应最大动位移等效计算方法：基于广义单自由度理论和统一强度理论，考虑复杂应力状态，建立了等效单自由度简化分析方法，进而获得响应体系的最大动位移，实现了典型结构动态响应的快速分析。 该研究始于2005年，先后得到5项国家级、省部级项目资助，取得了丰富的成果与深远的影响。具体成果如下：在国内外重要学术期刊上发表高水平论文120篇，其中44篇论文被SCI、El检索；已授权国家发明专利、实用新型专利11项；培养博士后研究人员12名，博士研究生9名，硕士研究生16名，发表博士后研究报告和博、硕士学位论文37篇。 中国建筑西北设计研究院有限公司将该项目研究成果应用于汉中城固机场军民合用改扩建工程的抗爆防护设计和优化计算，取得了良好的社会效益和经济效益。该项目也为上海虹桥机场的工程抗爆防护校核与方案优化比选提供了技术支撑。 该项目的研究成果可以为建筑结构的抗爆防护设计提供理论依据，预期为中国建筑结构防护相关规范提供技术支撑，推动中国防护技术在建筑结构中取得突破性的进展。