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玻璃幕墻作為建筑的外圍護(hù)構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供），最先受到爆炸沖擊荷載的作用，因而其抗爆性能將直接影響整個(gè)建筑物的安全性。研究表明，爆炸沖擊波作用到建筑玻璃上，75%的人員傷亡由是高速飛行的玻璃碎片所直接造成的，而沖擊波透過(guò)玻璃裂縫進(jìn)入室內(nèi)又會(huì)間接造成人員傷亡。在這種情況下，抗爆玻璃研究成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。抗爆玻璃多選用夾層玻璃、中空玻璃或者幾種基本型式合成的復(fù)合玻璃，在材料方面多采用鋼化玻璃或者其它新型材料玻璃等。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)關(guān)于抗爆玻璃在靜荷載、風(fēng)荷載（詞條“風(fēng)荷載”由行業(yè)大百科提供）及地震荷載的相關(guān)研究已趨于成熟，但其在沖擊荷載作用下的研究在很多方面還有待完善。文中對(duì)爆炸沖擊荷載作用下的玻璃幕墻建筑的抗暴研究現(xiàn)狀做了一個(gè)較全面的綜述。
1.玻璃幕墻抗爆研究與分析方法
應(yīng)力（詞條“應(yīng)力”由行業(yè)大百科提供）波作用于構(gòu)件會(huì)使其內(nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力區(qū)域并發(fā)生局部破壞，最終導(dǎo)致其承載力能力嚴(yán)重降低，因而考慮應(yīng)力波在構(gòu)件內(nèi)的傳播特性是至關(guān)重要的。
目前，玻璃幕墻的抗爆研究與分析方法主要有以下三利，:解析方法、實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)值模擬分析法。
1.1解析方法
通常是采用基本的應(yīng)力波理論、材料力學(xué)、固休力學(xué)、彈塑性力學(xué)和能量原理等基本力學(xué)原理對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)技術(shù)和規(guī)范介紹玻璃幕墻的抗暴計(jì)算方法，但有時(shí)又需要定量的計(jì)算來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確與否。為此，常采用簡(jiǎn)化的分析方法以此得到比較合理的分析結(jié)果，其簡(jiǎn)化如下:①根據(jù)爆炸力的特征，幕墻的支撐結(jié)構(gòu)可以考慮按照彈塑性力學(xué)進(jìn)行分析;②框架構(gòu)件和豎權(quán)、橫嵋等配件的受力采用靜荷載的方法進(jìn)行簡(jiǎn)化;③可以考慮用直線來(lái)代替沖擊波隨時(shí)間的變化過(guò)程，如圖1所示。(其中PQ為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓AP+為沖擊波超壓;t+為沖擊波正壓作用時(shí)間)。
基于上述簡(jiǎn)化計(jì)算準(zhǔn)則，己有很多研究學(xué)者將玻璃幕墻簡(jiǎn)化成等效單自由度模型。Krauthamruer和Altenberg曾采用單自由度模型對(duì)爆炸沖擊波負(fù)壓在玻璃面板上的作用效應(yīng)進(jìn)行了分析。除此之外，還有研究人員采用板殼動(dòng)力理論對(duì)其性能進(jìn)行研究。高軒能等采用彈性薄板振動(dòng)理論研究了框支承玻璃在爆炸沖擊荷載下的動(dòng)力響應(yīng)及防爆距離。雖然解析方法以較為簡(jiǎn)潔的形式給出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，但是由于爆炸空氣沖擊波荷載、材料本構(gòu)關(guān)系和邊界條件的復(fù)雜性，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到很大的限制，只能運(yùn)用到極少數(shù)簡(jiǎn)單問(wèn)題中。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
通過(guò)開(kāi)展足尺寸的沖擊波實(shí)驗(yàn)，可以觀察到玻璃幕墻在真賣(mài)爆炸沖擊荷載下的反應(yīng)。基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析，可以得到其真實(shí)的抗爆性能。常用的玻璃爆炸沖擊波實(shí)驗(yàn)方法一般有兩種:①距離實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)組件對(duì)己知特性炸藥的沖擊承受能力;②激振管實(shí)驗(yàn)，在特意建造的小室內(nèi)瞬間釋放高壓氣流產(chǎn)生沖擊波。實(shí)際工程中常選用距離實(shí)驗(yàn)方法，該方法簡(jiǎn)便，并在一定程度上滿足了工程需要。陳峻（詞條“陳峻”由行業(yè)大百科提供）等采用距離實(shí)驗(yàn)方法對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行了沖擊波試驗(yàn)，并具體介紹了距離實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方法。雖然實(shí)驗(yàn)研究真實(shí)再現(xiàn)了構(gòu)件在真實(shí)荷載下的性能，但是隨著對(duì)沖擊問(wèn)題的深入研究，該方法己無(wú)法達(dá)到計(jì)算精度的要求。
1 .3數(shù)值模擬分析法
數(shù)值模擬分析法避免了實(shí)驗(yàn)方法的危險(xiǎn)性和昂貴性，其靈活性和可重復(fù)性加快了設(shè)計(jì)周期，降低了設(shè)計(jì)成本。在抗爆結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中，常用的抗爆分析軟件有以下種:ABAQUS. LS一DYNAIDYNA3D和AUTODYNA等。目前，傳統(tǒng)數(shù)值模擬分析存在以下兩個(gè)問(wèn)題:①?zèng)]有考慮爆炸荷載和幕墻結(jié)構(gòu)的流固禍合計(jì)算;②對(duì)玻璃與周圍部件連接作用進(jìn)行了諸多簡(jiǎn)化，分析模型多僅限于玻璃面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）。這使得模擬結(jié)果難以真實(shí)反應(yīng)復(fù)雜幕墻系統(tǒng)中玻璃的爆炸響應(yīng)情況。針對(duì)上述問(wèn)題，鄧榮兵等利用罰函數(shù)，用ALE有限元法進(jìn)行了爆炸荷載與幕墻結(jié)構(gòu)禍合作用的三維動(dòng)態(tài)仿真。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及計(jì)算方法的逐步改進(jìn)，數(shù)值模擬分析法在解決爆炸問(wèn)題中正發(fā)揮著日益重要的作用。
2 爆炸沖擊荷載下玻璃幕墻的性能研究
國(guó)外對(duì)爆炸沖擊荷載下玻璃幕墻性能的研究大多集中于抗爆玻璃的破壞強(qiáng)度、玻璃尺寸、動(dòng)力響應(yīng)、荷載作用時(shí)間、玻璃板的支撐邊界條件及動(dòng)力響應(yīng)等方面，而國(guó)內(nèi)在這方面的研究還處于起步階段。
2.1玻璃強(qiáng)度
玻璃在常溫下是一種典型的脆性材料，一直到破壞為止，其應(yīng)力應(yīng)變呈線性關(guān)系。玻璃表面存在著無(wú)數(shù)微裂紋，在拉應(yīng)力作用下，當(dāng)微裂紋尖端處的應(yīng)力超過(guò)臨界應(yīng)力時(shí)，裂紋迅速分裂，最終導(dǎo)致玻璃斷裂（詞條“斷裂”由行業(yè)大百科提供）。玻璃的理論強(qiáng)度約為1x1010一1. 5x 1Q'0 Pa加2而實(shí)際的強(qiáng)度要比理論強(qiáng)度低得多，與理論強(qiáng)度相差2一3個(gè)數(shù)量級(jí)。這是由于玻璃的脆性（詞條“脆性”由行業(yè)大百科提供）和其表面存在微裂紋、內(nèi)部存在不均勻區(qū)域和缺陷所引起的的應(yīng)力集中造成的。玻璃的高強(qiáng)度意味著安全性，為了提高其實(shí)際強(qiáng)度，可采用：退火、鋼化(淬火（詞條“淬火”由行業(yè)大百科提供）)、表面處理與涂層、微晶化、與其他材料制成復(fù)合材料等方法。
2.2玻璃尺寸
小尺寸玻璃的強(qiáng)度一般要高于大尺寸玻璃強(qiáng)度，主要是因?yàn)椴ＡС叽缭叫∑浔砻婧蛢?nèi)部存在缺陷的幾率越低，抵抗荷載和沖擊波的能力越強(qiáng)。故在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)嚴(yán)格控制玻璃面板的尺寸，不宜使其過(guò)大。顏衛(wèi)亨等采用有限元分析方法，比較了不同尺寸的玻璃幕墻在爆炸荷載作用下的反應(yīng)。
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