燃气爆炸荷载下砖砌墙体的动力响应研究

摘要

随着天然气的开发利用和城市燃气公共事业的逐步发展，燃气在民用建筑中已日益普及，但是在民用建筑内燃气爆炸事故也频频发生，这类爆炸事故不仅对建筑及周围的环境造成重大的伤害，而且还会造成人员伤亡。国外自1968年英国Ronan Point公寓发生燃气爆炸事故以来，各国学者及工程技术人员针对发生于房间内的燃气爆炸进行了相关研究，对燃气爆炸的危害及减灾对策进行了一系列的研究。而我国由于燃气用于民用建筑的历史并不长，没有引起太多的关注，针对这方面的研究甚少，尤其针对燃爆荷载下房间内构件的动力响应问题的研究十分缺乏。本文针对砖砌墙体在燃气爆炸荷载作用下的动力响应进行研究，主要研究内容包括以下几个方面：
　　（1）本文分析了造成民用住宅内燃气爆炸事故的原因，详细的介绍了建筑内燃气爆炸的基本作用机理以及灾害特点，总结了燃气爆炸对建筑结构的危害，并说明了表征气体爆炸特征的参数。
　　（2）介绍了燃爆荷载性质，以及国外计算压力峰值的计算公式，同时利用这些计算公式对一厨房发生燃爆事故的超压进行了理论计算。然后，从泄压口面积和泄压口封闭物两个方面，讨论了泄压对燃爆荷载的影响。最后，介绍了燃气爆炸荷载的力学模型，以及对燃爆事故进行现场调查评估的方法。
　　（3）利用ANSYS/LS-DYNA软件，分别建立墙体的分离式模型和均匀化模型，对墙体在燃爆荷载下的破坏模式及影响因素进行分析，同时与实际发生的燃爆事故进行对比。其中影响因素分析包括：墙体厚度、房间内的泄压面积、点火位置、泄爆压力、燃气浓度、边界约束、荷载峰值的分析。最后通过论文的研究与分析，总结了民用建筑内发生燃气爆炸的防治对策。

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第一章 绪论

1.1选题背景

1.2国内外研究现状综述

1.3本文研究内容及意义

第二章 燃气爆炸基本理论

2.1爆炸的分类

2.3气体爆炸的基本参数

2.4本章小结

第三章 燃气爆炸荷载的确定

3.1燃气爆炸荷载性质

3.2燃爆荷载的计算公式

3.3泄压对燃爆荷载的影响

3.4燃气爆炸荷载的力学模型

3.5真实燃爆事故调查估测

3.6本章小结

第四章 砌体墙材料模型

4.2砖砌墙体的建模方法

4.3砖砌体材料的均匀化动态本构模型

4.4砌体材料均匀化模型应变率效应

4.5本章小结

第五章 砖砌墙体动力响应有限元分析

5.1有限元分析简介

5.2ANSYS/LS-DYNA简介

5.3砖砌墙体的有限元模型

5.4本章小结

第六章 燃爆荷载下砌体墙的数值模拟结果分析及防治对策

6.1燃爆下砖砌墙体的模拟分析

6.2数值分析与真实事故的比较

6.3影响因素的分析

6.4 民用建筑抗燃爆的防治对策

第七章 结论和展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

获奖情况

致谢