1 引言
隨著科技的進步，人們越來越多的將玻璃幕墻等建筑玻璃應用于現代建筑當中。但是，近年來不斷發生的恐怖活動和意外爆炸，讓人們開始關注建筑物的抗爆炸設計。研究表明，城市中的建筑物爆炸會引起巨大的破壞，造成極大傷亡，在這些傷亡人數中，很大一部分直接或者間接的是由建筑玻璃的破碎引起的。爆炸發生時，沖擊波作用于玻璃上，造成玻璃的飛濺，對人們造成直接的傷害，另外沖擊波透過玻璃的縫隙進入建筑物中又會對人們造成間接傷害。研究人員開始關注如何采用更加安全的建筑玻璃設計，減少爆炸沖擊下建筑玻璃的飛散破壞，保證建筑物內外人員的安全。國外在玻璃抗爆方面的研究已較為深入，制定了相應規范，提出了玻璃抗爆設計的方法。國內在這方面起步比較晚，研究尚不多見。目前雖然對抗爆玻璃的破壞強度、動力響應、安全性及經濟性等方面進行了某些研究，但我國現行規范中尚沒有抗爆玻璃的設計計算方法和相關規定，對建筑玻璃在爆炸荷載下的抗沖擊性能也缺乏足夠的認識，因此有關抗爆玻璃的設計方法，及其在理論、試驗等方面仍需做很多的研究工作。本文對建筑玻璃在爆炸荷載作用下的破壞研究現狀做了較全面的綜述，并指出了今后建筑玻璃抗爆的主要研究方向。
2 玻璃材料性能
玻璃是經過液體固化后形成的一種均質透明的固體材料，表現出良好的各向同性。目前應用于建筑中的玻璃多為鈉鈣硅酸鹽玻璃，主要成分是SiO2，在生產過程中經過了高溫加熱，然后冷卻（詞條“冷卻”由行業大百科提供）成型，所以在室溫下玻璃表現出很好的脆性，并通常具有很好的彈性模量。
2.1 玻璃的力學性能
玻璃在低溫和常溫下基本是理想的彈性體，遵循胡克定律，玻璃的彈性模量為(44.1~88.2)×10的9次方，泊松比為0.2。玻璃在拉伸狀態下的應力（詞條“應力”由行業大百科提供）應變曲線與鋼材不同，鋼材在達到彈性極限之前，應力應變基本呈直線關系，在達到彈性極限之后，在應力基本沒有變化的情況下，應變會迅速增加，應力應變呈非線性關系。玻璃應力應變呈線性關系，沒有明顯的屈服，是理想的彈脆性材料。鋼材與玻璃的應力應變拉伸曲線如圖1所示。
2.2 玻璃的強度
玻璃的實際強度一般僅為3×10的7次方~15×10的7次方Pa，比理論強度小很多，這主要是玻璃表面的微裂紋（詞條“裂紋”由行業大百科提供）、內部的不均勻性（詞條“均勻性”由行業大百科提供）及各種缺陷造成的，這些原因使玻璃的強度不僅僅受原子間作用力的影響。實際中，可以采用Orowan公式計算玻璃的理論強度：
其中：Eγ 表示表面能，a表示離子間距離。為了簡化，強度理論也可以用σth=nE來表示，n是與物質結構和鍵型有關的常數，一般n取0.1~0.2。
建筑結構中采用的玻璃一般可以分為平板玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃、夾絲玻璃這幾類。
平板玻璃包括引上法平板玻璃(分有槽/無槽兩種)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃（詞條“浮法玻璃”由行業大百科提供）。浮法玻璃由于厚度均勻、上下表面平整平行，勞動生產率高且利于管理等方面的原因，正成為玻璃制造方式的主流。浮法玻璃是用海砂、硅砂、鉀化石、純堿（詞條“純堿”由行業大百科提供）、白云石等原料，按一定比例配制，經熔窯高溫熔融，玻璃液從池窯連續流至并浮在金屬液面上，攤成厚度均勻平整、經火拋光的玻璃帶，冷卻硬化（詞條“硬化”由行業大百科提供）后脫離金屬液，再經退火切割而成的透明無色平板玻璃。平板玻璃廣泛應用于建筑物的門窗（詞條“門窗”由行業大百科提供）中。鋼化玻璃。它是普通平板玻璃經過再加工處理而成一種預應力玻璃。鋼化玻璃相對于普通平板玻璃來說，具有兩大特征:一是前者抗壓強度是后者的數倍，抗拉度是后者的3倍以上，抗沖擊是后者5倍以上;二是鋼化玻璃不容易破碎，即使破碎也會以無銳角的顆粒形式碎裂，對人體傷害大大降低。夾層玻璃是由兩片或兩片以上的單片玻璃和玻璃間的有機中間膠(PVB)合層構成，PVB(聚乙烯（詞條“聚乙烯”由行業大百科提供）醇縮丁醛)具有很好的粘結性能，所以經過兩層或者多層玻璃的夾膠，使夾層玻璃具有很好的抗沖擊性。當玻璃受到破壞時，PVB夾層會起到粘結作用，防止玻璃飛濺，起到保護作用。在目前，夾層玻璃是一種很好的抗爆玻璃材料，能減少沖擊波進入室內對居民的傷害。
中空玻璃是由兩層或多層平板玻璃構成，周邊用高強、高氣密性的復合粘結劑將兩片或多片玻璃與密封條粘結密封。中空層充入空氣，所以中空玻璃具有隔音、保暖效果好的優點，廣泛應用于北方寒冷地區及現代新型建筑。夾絲玻璃是將普通平板玻璃加熱到紅熱軟化狀態時，再將預熱處理過的鐵絲或鐵絲網壓入玻璃中間而制成。它的特性是防火（詞條“防火”由行業大百科提供）性優越，可遮擋火焰，高溫燃燒時不會炸裂，破碎時不會造成碎片傷人。夾絲玻璃在受到撞擊時只會形成輻射狀裂紋而不至于墮下傷人，具有一定的抗沖擊能力，故多采用于高層樓宇和震蕩性強的廠房。
3 爆炸沖擊波荷載
一般來說，爆炸現象都是物質變為一種高溫高壓氣體的化學反應，反應極為迅速，并隨之放出3000℃左右的高溫和幾萬個大氣壓的沖擊波。沖擊波是一種強烈的壓縮波，其波陣面前后介質的參數是一種有限量的突躍變化，并在波頭上堆積起來，形成強間斷面（詞條“斷面”由行業大百科提供）。
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