本书纵观国内外建筑结构抗爆分析与设计领域的发展动态，系统地总结和阐述了作者及研究团队近二十年来在此领域的研究成果，主要包括爆炸冲击波在城市複杂环境中和典型建筑物内部的传播规律，及其作用于建筑结构及关键结构构件上的爆炸荷载及简化模型；动力荷载作用下建筑钢材、混凝土、钢筋以及砖砌体材料的动力性能及动态本构关係，以及建筑材料动态性能的试验方法；梁、板、柱等结构主要受力构件在爆炸荷载作用下的动态回响特徵、破坏模式与损伤破坏机理，以及砌体填充墙等非结构构件在爆炸荷载作用下的破碎分析及灾害效应评估；建筑结构梁、板、柱等结构受力构件在爆炸荷载作用后的损伤程度评估方法，以及钢柱在爆炸与火灾联合作用后的损伤程度评估方法；建筑结构连续倒塌分析的常用方法，以及爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构、钢结构、高层建筑结构等连续倒塌分析的高效方法；爆炸荷载作用下典型钢筋混凝土结构和钢结构的动态回响行为与连续倒塌机理，以及建筑结构防连续倒塌设计方法以及建筑结构抗爆的分类设防标準、概念设计方法和安全防护距离

1章绪论1

1.1恐怖或意外爆炸事件中建筑结构的破坏现象1

1.1.10klahoma州联邦大楼2

1.1.2纽约世贸中心大厦3

1.1.3伦敦RonanPoint公寓楼4

1.1.4辽宁盘锦某办公大楼5

1.2爆炸破坏效应6

1.2.1爆炸冲击波的破坏效应6

1.2.2爆炸碎片的破坏效应7

1.2.3爆炸地震的破坏效应8

1.2.4爆炸引起的次生灾害8

1.3建筑结构抗爆研究现状9

1.3.1作用于建筑结构上的爆炸荷载9

1.3.2结构构件在爆炸荷载作用下的力学行为10

1.3.3地面建（构）筑物抗爆研究10

1.3.4地下结构抗爆研究11

1.3.5建筑结构抗爆设计及防爆措施12

1.4本书内容13

参考文献14

第2章爆炸荷载19

2.1爆炸荷载的分类19

2.1.1无约束爆炸荷载19

2.1.2约束爆炸荷载22

2.1.3作用于建筑结构上的爆炸荷载23

2.2莲筑外部爆炸情况下作用于结构上的爆炸荷载24

2.2.1城市複杂环境中作用于建筑结构上的爆炸荷载24

2.2.2建筑外部爆炸作用于结构柱上的爆炸荷载43

2.3建筑内部爆炸情况下作用于结构上的爆炸荷载81

2.3.1典型结构内部爆炸波的传播规律与超压荷载模型81

2.3.2捷运车站内爆炸波的传播规律与超压荷载模型93

2.4本章小结122

参考文献123

第3章建筑材料的动态本构关係126

3.1混凝土126

3.1.1混凝土抗压强度的应变率效应127

3.1.2混凝土抗拉强度的应变率效应130

3.1.3混凝土的动态本构模型131

3.2结构钢材与钢筋140

3.2.1钢材的应变率效应140

3.2.2钢材动态本构模型143

3.3砌体145

3.3.1黏土砖的动态增大係数145

3.3.2砂浆的动态增大係数146

3.3.3黏土砖和砂浆的动态本构模型148

3.4本章小结151

参考文献151

第4章爆炸荷载作用下结构构件的动态回响与损伤破坏161

4.1钢筋混凝土柱161

4.1.1钢筋混凝土柱动力回响的数值模拟162

4.1.2钢筋混凝土柱动力回响的参数分析167

4.1.3钢筋混凝土柱的破坏模式171

4.2钢柱173

4.2.1考虑损伤累积效应钢材的动态本构模型173

4.2.2考虑材料损伤累积影晌的评判标準174

4.2.3损伤演化方程174

4.2.4爆炸荷载作用下钢柱的动力回响和破坏模式175

4.3钢筋混凝土梁179

4.3.1钢筋混凝土梁抗爆性能分析的数值模型180

4.3.2钢筋混凝土梁的破坏模式187

4.3.3钢筋混凝土梁抗爆性能的影响因素分析191

4.4钢筋混凝土板199

4.4.1钢筋混凝土板的计算模型200

4.4.2钢筋混凝土板动力回响的影响因素分析202

4.4.3钢筋混凝土板的破坏形态分析207

4.5砌体填充墙215

4.5.1裂缝发展和碎片形成理沦216

4.5.2砌体材料模型219

4.5.3砌体墙有限元模型和爆炸回响分析229

4.5.4爆炸荷载作用下砌体墙碎片尺寸分析233

4.5.5爆炸荷载作用下砌体墙的碎片抛射距离分析235

4.5.6爆炸荷载作用下砌体墙的碎片统计特性239

4.5.7爆炸荷载作用下砌体墙的破碎过程模拟251

4.6本章小结255

参考文献256

第5章爆炸荷载作用下结构构件的损伤程度评估262

5.1确定结构构件P-I曲线的现有方法263

5.1.1解析方法263

5.1.2试验方法264

5.1.3数值方法265

5.2钢筋混凝土柱265

5.2.1确定钢筋混凝土柱P-I曲线的简化数值方法265

5.2.2钢筋混凝土柱P-I曲线的参数分析271

5.2.3任意钢筋混凝土柱P-I曲线的预测公式275

5.2.4比较和验证277

5.3钢柱280

5.3.1钢材材料模型280

5.3.2爆炸荷载作用下钢柱的损伤评估288

5.3.3燥炸荷载作用后钢柱的抗火分析292

5.4钢筋混凝土板303

5.4.1破坏参数303

5.4.2基準极限弯矩304

5.4.3冲击破坏及P-I曲线的绘製305

5.5本章小结308

参考文献308

第6章爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌分析方法311

6.1直接模拟方法311

6.2替代传力路径法312

6.3考虑爆炸荷载效应的新方法314

6.3.1临界炸药起爆位置和炸药量的确定314

6.3.2结构构件非零初始条件的确定和数值模拟315

6.3.3结构构件初始损伤的确定和数值模拟318

6.3.4构件非零初始条件和初始损伤确定方法的数值验证319

6.3.5连续倒塌分析新方法的般分析步骤320

6.3.6比较和验证321

6.4子结构法335

6.4.1子结构选取原则335

6.4.2子结构边界条件的确定337

6.4.3结构倒塌判定準则及抗连续倒塌性能评估方法338

6.4.4钢框架抗连续倒塌性能评估339

6.5本章小结345

6.5本章小结345

参考文献346

第7章爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌机制348

7.1钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机制348

7.1.1材料模型的选取349

7.1.2建模中应注意的问题350

7.1.3钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析351

7.2高层钢筋混凝土结构的连续倒塌机制360

7.2.1高层钢筋混凝土结构多尺度模型的建立360

7.2.2高层钢筋混凝土结构连续倒塌分析362

7.2.3高层钢筋混凝土结构连续倒塌机制与倒塌模式365

7.3钢框架绪构的连续倒塌机制369

7.3.1框架梁、柱表面爆炸荷载计算370

7.3.2爆炸荷载作用下钢框架结构的动态回响与破坏倒塌分析379

7.4钢平板网架的破坏倒塌385

7.4.1平板网架结构有限元模型和爆炸荷载386

7.4.2爆炸荷载作用下平板网架结构的破坏倒塌分析387

7.5本章小结403

参考文献403

第8章建筑结构抗爆设防标準与概念设计406

8.1建筑结构抗爆设防标準407

8.1.1抗爆设防烈度407

8.1.2抗爆设防等级409

8.1.3抗爆设防标準412

8.1.4抗爆设防类别417

8.2建筑结构抗爆概念设计418

8.2.1抗爆概念设计的重要性418

8.2.2抗爆防护设计目标419

8.2.3抗爆概念设计理念419

8.2.4抗爆构造措施426

8.2.5建筑结构抗爆概念设计要点431

8.3建筑结构抗爆防护安全指标432

8.3.1爆炸破坏效应432

8.3.2爆炸防护荷载标準434

8.3.3比例距离437

8.3.4防护安全指标440

8.3.5天津西站抗爆防护分析441

8.4本章小结443

参考文献444

索引447

目录

第1章绪论1

1.1恐怖或意外爆炸事件中建筑结构的破坏现象1

1.1.10klahoma州联邦大楼2

1.1.2纽约世贸中心大厦3

1.1.3伦敦RonanPoint公寓楼4

1.1.4辽宁盘锦某办公大楼5

1.2爆炸破坏效应6

1.2.1爆炸冲击波的破坏效应6

1.2.2爆炸碎片的破坏效应7

1.2.3爆炸地震的破坏效应8

1.2.4爆炸引起的次生灾害8

1.3建筑结构抗爆研究现状9

1.3.1作用于建筑结构上的爆炸荷载9

1.3.2结构构件在爆炸荷载作用下的力学行为10

1.3.3地面建（构）筑物抗爆研究10

1.3.4地下结构抗爆研究11

1.3.5建筑结构抗爆设计及防爆措施12

1.4本书内容13

参考文献14

第2章爆炸荷载19

2.1爆炸荷载的分类19

2.1.1无约束爆炸荷载19

2.1.2约束爆炸荷载22

2.1.3作用于建筑结构上的爆炸荷载23

2.2莲筑外部爆炸情况下作用于结构上的爆炸荷载24

2.2.1城市複杂环境中作用于建筑结构上的爆炸荷载24

2.2.2建筑外部爆炸作用于结构柱上的爆炸荷载43

2.3建筑内部爆炸情况下作用于结构上的爆炸荷载81

2.3.1典型结构内部爆炸波的传播规律与超压荷载模型81

2.3.2捷运车站内爆炸波的传播规律与超压荷载模型93

2.4本章小结122

参考文献123

第3章建筑材料的动态本构关係126

3.1混凝土126

3.1.1混凝土抗压强度的应变率效应127

3.1.2混凝土抗拉强度的应变率效应130

3.1.3混凝土的动态本构模型131

3.2结构钢材与钢筋140

3.2.1钢材的应变率效应140

3.2.2钢材动态本构模型143

3.3砌体145

3.3.1黏土砖的动态增大係数145

3.3.2砂浆的动态增大係数146

3.3.3黏土砖和砂浆的动态本构模型148

3.4本章小结151

参考文献151

第4章爆炸荷载作用下结构构件的动态回响与损伤破坏161

4.1钢筋混凝土柱161

4.1.1钢筋混凝土柱动力回响的数值模拟162

4.1.2钢筋混凝土柱动力回响的参数分析167

4.1.3钢筋混凝土柱的破坏模式171

4.2钢柱173

4.2.1考虑损伤累积效应钢材的动态本构模型173

4.2.2考虑材料损伤累积影晌的评判标準174

4.2.3损伤演化方程174

4.2.4爆炸荷载作用下钢柱的动力回响和破坏模式175

4.3钢筋混凝土梁179

4.3.1钢筋混凝土梁抗爆性能分析的数值模型180

4.3.2钢筋混凝土梁的破坏模式187

4.3.3钢筋混凝土梁抗爆性能的影响因素分析191

4.4钢筋混凝土板199

4.4.1钢筋混凝土板的计算模型200

4.4.2钢筋混凝土板动力回响的影响因素分析202

4.4.3钢筋混凝土板的破坏形态分析207

4.5砌体填充墙215

4.5.1裂缝发展和碎片形成理沦216

4.5.2砌体材料模型219

4.5.3砌体墙有限元模型和爆炸回响分析229

4.5.4爆炸荷载作用下砌体墙碎片尺寸分析233

4.5.5爆炸荷载作用下砌体墙的碎片抛射距离分析235

4.5.6爆炸荷载作用下砌体墙的碎片统计特性239

4.5.7爆炸荷载作用下砌体墙的破碎过程模拟251

4.6本章小结255

参考文献256

第5章爆炸荷载作用下结构构件的损伤程度评估262

5.1确定结构构件P-I曲线的现有方法263

5.1.1解析方法263

5.1.2试验方法264

5.1.3数值方法265

5.2钢筋混凝土柱265

5.2.1确定钢筋混凝土柱P-I曲线的简化数值方法265

5.2.2钢筋混凝土柱P-I曲线的参数分析271

5.2.3任意钢筋混凝土柱P-I曲线的预测公式275

5.2.4比较和验证277

5.3钢柱280

5.3.1钢材材料模型280

5.3.2爆炸荷载作用下钢柱的损伤评估288

5.3.3燥炸荷载作用后钢柱的抗火分析292

5.4钢筋混凝土板303

5.4.1破坏参数303

5.4.2基準极限弯矩304

5.4.3冲击破坏及P-I曲线的绘製305

5.5本章小结308

参考文献308

第6章爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌分析方法311

6.1直接模拟方法311

6.2替代传力路径法312

6.3考虑爆炸荷载效应的新方法314

6.3.1临界炸药起爆位置和炸药量的确定314

6.3.2结构构件非零初始条件的确定和数值模拟315

6.3.3结构构件初始损伤的确定和数值模拟318

6.3.4构件非零初始条件和初始损伤确定方法的数值验证319

6.3.5连续倒塌分析新方法的般分析步骤320

6.3.6比较和验证321

6.4子结构法335

6.4.1子结构选取原则335

6.4.2子结构边界条件的确定337

6.4.3结构倒塌判定準则及抗连续倒塌性能评估方法338

6.4.4钢框架抗连续倒塌性能评估339

6.5本章小结345

参考文献346

第7章爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌机制348

7.1钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机制348

7.1.1材料模型的选取349

7.1.2建模中应注意的问题350

7.1.3钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析351

7.2高层钢筋混凝土结构的连续倒塌机制360

7.2.1高层钢筋混凝土结构多尺度模型的建立360

7.2.2高层钢筋混凝土结构连续倒塌分析362

7.2.3高层钢筋混凝土结构连续倒塌机制与倒塌模式365

7.3钢框架绪构的连续倒塌机制369

7.3.1框架梁、柱表面爆炸荷载计算370

7.3.2爆炸荷载作用下钢框架结构的动态回响与破坏倒塌分析379

7.4钢平板网架的破坏倒塌385

7.4.1平板网架结构有限元模型和爆炸荷载386

7.4.2爆炸荷载作用下平板网架结构的破坏倒塌分析387

7.5本章小结403

参考文献403

第8章建筑结构抗爆设防标準与概念设计406

8.1建筑结构抗爆设防标準407

8.1.1抗爆设防烈度407

8.1.2抗爆设防等级409

8.1.3抗爆设防标準412

8.1.4抗爆设防类别417

8.2建筑结构抗爆概念设计418

8.2.1抗爆概念设计的重要性418

8.2.2抗爆防护设计目标419

8.2.3抗爆概念设计理念419

8.2.4抗爆构造措施426

8.2.5建筑结构抗爆概念设计要点431

8.3建筑结构抗爆防护安全指标432

8.3.1爆炸破坏效应432

8.3.2爆炸防护荷载标準434

8.3.3比例距离437

8.3.4防护安全指标440

8.3.5天津西站抗爆防护分析441

8.4本章小结443

参考文献444

索引447