近些年,恐怖襲擊爆炸事件及日常生產(chǎn)生活中由于違規(guī)操作導(dǎo)致的各種意外爆炸事故頻發(fā)。大跨空間結(jié)構(gòu)常作為一個(gè)區(qū)域的標(biāo)志性公共建筑,如果遭遇爆炸,將造成重大的人員傷亡和設(shè)施損壞,帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響,所以該種結(jié)構(gòu)在服役期間需具備一定的抗爆防護(hù)能力。因此,開(kāi)展大跨空間結(jié)構(gòu)抗爆性能和防護(hù)方法的研究具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。當(dāng)前對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)在爆炸作用下的相關(guān)研究成果還比較少,存在著諸多尚未解決的難題。在爆炸荷載方面,缺少可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為分析復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)上爆炸荷載時(shí)空分布特征和變異性特征的依據(jù),適用于指導(dǎo)大跨空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的外爆荷載模型還是空白;在結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)方面,對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)在外爆下動(dòng)力響應(yīng)模式及失效機(jī)理的揭示還存在不足;在數(shù)值仿真技術(shù)方面,目前已提出多種數(shù)值方法在得出的結(jié)果和計(jì)算效率兩方面都有比較大的差異,缺少針對(duì)性的校核試驗(yàn)以建立高效、可靠的有限元數(shù)值分析模型。因此,本文基于可靠性的抗爆設(shè)計(jì)思想,以單層球面網(wǎng)殼為研究對(duì)象,綜合理論分析、數(shù)值模擬和場(chǎng)地試驗(yàn)等手段,從概率的角度研究結(jié)構(gòu)抗爆過(guò)程中荷載和結(jié)構(gòu)的各種不確定因素,并揭示結(jié)構(gòu)的外爆響應(yīng)機(jī)理,建立結(jié)構(gòu)的外爆響應(yīng)概率模型,以... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：166 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

國(guó)家大劇院Fig.1-1NationalCentreforthePerforming

載的作用；相比于平面受力結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)能夠滿足大跨度需求并能表現(xiàn)出卓越的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能[1-4]，廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、航站樓、候車(chē)廳、飛機(jī)庫(kù)、會(huì)展中心、影劇院等公共建筑和大型廠房中。如跨度為187m日本名古屋體育館、輪廓尺寸為142m×212m的國(guó)家大劇院（圖1-1）、平面尺寸為177m×177m的國(guó)家游泳中心“水立方”等為大跨度球形、橢球形、長(zhǎng)方體空間結(jié)構(gòu)的代表。近年來(lái)，結(jié)合新材料和新技術(shù)，更是創(chuàng)造出許多跨度更大、體型更加豐富且輕盈的空間結(jié)構(gòu)體系，如由雙層網(wǎng)殼和單層網(wǎng)殼組合而成的杭州奧體中心花瓣體育場(chǎng)（圖1-2）、柱球組合面的黑龍江速滑館等。大跨空間結(jié)構(gòu)能夠使自身多樣的結(jié)構(gòu)體系和良好的受力性能協(xié)調(diào)統(tǒng)一[5,6]，在保證建筑功能空間分配合理的同時(shí)，滿足建筑造型多樣化和大跨度的需求，多作為所在地區(qū)甚至是國(guó)家的標(biāo)志性建筑和人文景觀。圖1-1國(guó)家大劇院圖1-2杭州市奧林匹克體育中心Fig.1-1NationalCentreforthePerformingArtsofChinaFig.1-2HangzhouOlympicSportsCenter近些年，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、社會(huì)不安定等原因，恐怖爆炸襲擊在全球頻繁發(fā)生。根據(jù)全球恐怖襲擊數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)（GlobalTerrorismDatabase,GTD），自1970年到2014年恐怖爆炸事件共計(jì)發(fā)生近14萬(wàn)起[7]，特別是近年來(lái)尤為猖獗，平均每年發(fā)生2000起，即每天要發(fā)生5次以上[8]。許多大跨度空間結(jié)構(gòu)承擔(dān)容納密集人口或重要物資的功能，具有社會(huì)影響力大的特點(diǎn)，所以容易成為恐怖襲擊的目標(biāo)。2016年12月11日，在土耳其首都Vodafone體育館發(fā)生恐怖

民幣。在這次意外爆炸中，相當(dāng)于引爆置于地面的450噸球形TNT炸藥，以大爆坑為爆炸中心，150米范圍內(nèi)的建筑被摧毀，沖擊波波及范圍最遠(yuǎn)達(dá)13.3公里，例如距離爆源爆坑中心0.6km的天津津?yàn)I輕軌東海路站一網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重倒塌，如圖1-5所示，附近的工業(yè)廠房也發(fā)生嚴(yán)重?fù)p毀。表1-1對(duì)近年來(lái)大跨空間結(jié)構(gòu)受到的相關(guān)恐怖襲擊事件和意外爆炸威脅作了簡(jiǎn)要統(tǒng)計(jì)，由表可以看出，此類(lèi)建筑受攻擊和人員傷亡事故頻發(fā)，結(jié)構(gòu)抗爆防護(hù)功能面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)，因此開(kāi)展大跨空間結(jié)構(gòu)在爆炸作用下的響應(yīng)及可靠性研究具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。圖1-35.22曼徹斯特體育館恐襲爆炸圖1-42.16美軍第三基地的機(jī)庫(kù)恐襲爆炸Fig.1-3TerroristexplosioninManchesterStadiumFig.1-4Terroristexplosioninplanegaragea)津?yàn)I輕軌東海路站b)大跨廠房a)DonghairoadstationofJinbinlightrailb)Large-spanfactorybuilding圖1-58.12天津?yàn)I海新區(qū)意外爆炸Fig.1-5ExplosionaccidentinTianjinBinhaiNewArea

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3541430