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)操作導致的各種意外爆炸事故頻發(fā)。大跨空間結構常作為一個區(qū)域的標志性公共建筑,如果遭遇爆炸,將造成重大的人員傷亡和設施損壞,帶來不可估量的經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響,所以該種結構在服役期間需具備一定的抗爆防護能力。因此,開展大跨空間結構抗爆性能和防護方法的研究具有重要的社會和經(jīng)濟意義。當前對大跨空間結構在爆炸作用下的相關研究成果還比較少,存在著諸多尚未解決的難題。在爆炸荷載方面,缺少可靠的試驗數(shù)據(jù)作為分析復雜曲面結構上爆炸荷載時空分布特征和變異性特征的依據(jù),適用于指導大跨空間結構設計的外爆荷載模型還是空白;在結構動力響應方面,對大跨空間結構在外爆下動力響應模式及失效機理的揭示還存在不足;在數(shù)值仿真技術方面,目前已提出多種數(shù)值方法在得出的結果和計算效率兩方面都有比較大的差異,缺少針對性的校核試驗以建立高效、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計思想,以單層球面網(wǎng)殼為研究對象,綜合理論分析、數(shù)值模擬和場地試驗等手段,從概率的角度研究結構抗爆過程中荷載和結構的各種不確定因素,并揭示結構的外爆響應機理,建立結構的外爆響應概率模型,以... 

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

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

國家大劇院Fig.1-1NationalCentreforthePerforming

載的作用；相比于平面受力結構，空間結構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)濟性能[1-4]，廣泛應用于體育場館、航站樓、候車廳、飛機庫、會展中心、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的國家大劇院（圖1-1）、平面尺寸為177m×177m的國家游泳中心“水立方”等為大跨度球形、橢球形、長方體空間結構的代表。近年來，結合新材料和新技術，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構體系，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（圖1-2）、柱球組合面的黑龍江速滑館等。大跨空間結構能夠使自身多樣的結構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，滿足建筑造型多樣化和大跨度的需求，多作為所在地區(qū)甚至是國家的標志性建筑和人文景觀。圖1-1國家大劇院圖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)濟發(fā)展不平衡、社會不安定等原因，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)庫統(tǒng)計（GlobalTerrorismDatabase,GTD），自1970年到2014年恐怖爆炸事件共計發(fā)生近14萬起[7]，特別是近年來尤為猖獗，平均每年發(fā)生2000起，即每天要發(fā)生5次以上[8]。許多大跨度空間結構承擔容納密集人口或重要物資的功能，具有社會影響力大的特點，所以容易成為恐怖襲擊的目標。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達13.3公里，例如距離爆源爆坑中心0.6km的天津津濱輕軌東海路站一網(wǎng)架結構發(fā)生嚴重倒塌，如圖1-5所示，附近的工業(yè)廠房也發(fā)生嚴重損毀。表1-1對近年來大跨空間結構受到的相關恐怖襲擊事件和意外爆炸威脅作了簡要統(tǒng)計，由表可以看出，此類建筑受攻擊和人員傷亡事故頻發(fā)，結構抗爆防護功能面臨著嚴峻考驗，因此開展大跨空間結構在爆炸作用下的響應及可靠性研究具有重要的社會和經(jīng)濟意義。圖1-35.22曼徹斯特體育館恐襲爆炸圖1-42.16美軍第三基地的機庫恐襲爆炸Fig.1-3TerroristexplosioninManchesterStadiumFig.1-4Terroristexplosioninplanegaragea)津濱輕軌東海路站b)大跨廠房a)DonghairoadstationofJinbinlightrailb)Large-spanfactorybuilding圖1-58.12天津濱海新區(qū)意外爆炸Fig.1-5ExplosionaccidentinTianjinBinhaiNewArea

【參考文獻】：
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本文編號：3541430