建筑墙体抗爆研究

在爆炸冲击荷载作用下，墙体和玻璃等低强度脆性材料非常容易发生脆性断裂破坏，破裂生成的碎片由于获得非常大的动能会对人体造成极大伤害。目前我国还没有专门用于墙体抗爆加固的设计方法。此外，随着新材料、新技术的应用，原有的抗爆加固概念也需要更新。本项目拟开发一种高效、经济的墙体抗爆加固方法。对墙体抗爆加固新材料聚亚安酉旨的特性和采用该材料的墙体锚固系统开展试验研究和数值模拟，揭示材料的抗冲击性能和墙体锚固系统的抗爆性能，并和其它墙体加固系统进行对比分析，建立简化的抗爆设计计算公式，最后开发出墙体抗爆设计与加固软件。本项目对提高我国建筑结构的抗爆设计与加固水平，保证人民生命财产安全有重要意义。

建筑墙体增强型防护膜抗爆体系是一种高效、经济的建筑墙体抗爆加固措施。本项目对聚亚安酉旨增强型防护膜的特性和采用该材料加固的墙体抗爆抗冲击性能开展了研究，主要的研究工作如下：（1）进行了增强型防护膜的材性试验，测定了该材料在不同温度下的抗撕裂强度、抗拉强度、伸长率，在不同伸长率下的抗拉强度杨氏弹性模量、割线模量以及屈服强度等参数值，表明其有很好的能量吸收能力。（2）进行了防护膜锚固/连接试验，验证防护膜锚固/连接概念设计的有效性，并对在多种不同锚固/连接方式下的设计参数有效性进行了研究。（3）利用限元软件LS-DYNA对增强型防护膜系统进行了高仿真模拟，结果表明防护膜的应力以及应变均小于其破坏值，锚固系统钢框架组件塑性应变以及地面和顶部螺栓的锚固力均小于其破坏值和设计值，在设计冲击荷载作用下增强防护膜体系未发生破坏，防护膜产生的大变形可以有效地吸收冲击荷载产生的能量，整个体系具有良好的抗冲击加固性能。（4）利用ANSYS软件建模和LS-DYNA软件计算，对普通墙体和抗爆防护膜加固的墙体在爆炸荷载作用下的响应进行了数值模拟。（5）利用落锤试验机进行了普通墙体、CFRP加固和防护膜加固的墙体落锤冲击试验。