爆炸作用下玻璃幕牆的破壞機理與性能研究

《爆炸作用下玻璃幕牆的破壞機理與性能研究》是依託同濟大學，由張其林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：爆炸作用下玻璃幕牆的破壞機理與性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張其林
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

現有關於玻璃幕牆結構的研究均集中在靜力荷載作用下的設計與計算。近年來，發生了一些爆炸衝擊等偶然荷載作用下的建築破壞事故，而玻璃幕牆作為建築的外圍護結構，它的抗爆性能顯得尤為重要。但研究爆炸衝擊荷載作用下的幕牆結構的工作性能涉及衝擊荷載作用下夾層玻璃PVB膠片的本構關係、夾層玻璃的非線性動力分析、玻璃幕牆-衝擊波流固耦合作用等複雜的基礎問題。本課題是在中央電視台新台址大樓玻璃幕牆抗爆炸試驗的基礎上，結合抗爆炸試驗和數值仿真模擬手段，進行玻璃幕牆在抗爆作用下的破壞機理和性能的研究。通過對比爆炸仿真與試驗測量結果，找出適合玻璃幕牆爆炸仿真的理論方法和關鍵技術，對影響玻璃幕牆抗爆炸能力的主要因素和規律進行分析，找到控制設計因素及方法，為制訂玻璃幕牆抗爆炸設計規範提供理論依據。通過本課題的研究有望為重大玻璃幕牆結構的抗爆炸設計提供科學依據，填補國內空白，開始實現我國從幕牆套用大國到研究強國的轉變。

結題摘要

中文摘要：爆炸荷載作用下玻璃幕牆的破壞機理涉及到PVB膠片的本構關係、夾層玻璃靜力作用下力學模型、爆炸衝擊荷載-玻璃流固耦合作用等前沿問題，國內外在這些方面的研究還未取得突破性進展。因此課題通過試驗手段建立PVB膠片的本構關係，通過夾層玻璃靜力試驗及數值模擬，建立與實際受力相符的力學模型，在此基礎上進行抗爆炸試驗及數值模擬的研究分析，對玻璃幕牆在爆炸作用下的破壞機理和性能研究進行研究，為玻璃幕牆的抗爆炸設計有價值的參考。得到了夾層玻璃PVB膠片在不同溫度及載入速率下的本構關係模型；進行了四邊簡支夾層玻璃的承載力試驗及數值模擬研究，建立了與實際受力相符的夾層玻璃力學模型；進行了不同類型玻璃面板在爆炸衝擊荷載作用下的動力回響試驗，研究了不同玻璃類型的破壞形式；在試驗的基礎上進行了爆炸荷載作用下玻璃面板動力回響的有限元分析，並考慮了不同參數（玻璃尺寸、厚度）對玻璃面板抗爆性能的影響；採用多物質ALE算法進行了了炸藥作用下爆炸的產生以及爆炸衝擊波與玻璃面板結構之間的耦合作用的數值分析；基於試驗及有限元結果，提出了爆炸衝擊荷載作用下玻璃幕牆動力回響的簡化分析方法。