爆炸与地震作用对混凝土框架结构影响的比较

杨绍山 王瑞瑞 李媛媛

1 概述

人们通常认为，对于一个建筑物来讲，其受到爆炸袭击的概率很小，因此在通常的结构设计过程中只考虑地震对结构的作用而对于爆炸荷载的作用不予考虑。但是近年来由于各种原因的爆炸而造成建筑物严重破坏的事件时有发生。爆炸一旦产生，将对建筑结构造成严重的破坏，使结构发生连续倒塌甚至整体倒塌，给人们的生命和财产造成严重的损失。所谓结构的连续倒塌是指结构在爆炸作用下局部破坏不断扩展并最终形成和结构初始破坏面积不成比例的破坏，甚至导致结构倒塌的过程。因而对于易受爆炸袭击的大型公共建筑物，尤其是容易造成人员密集的地区，要求设计者在进行结构设计时，既要满足建筑结构抗震的要求，还要通过调整和优化建筑结构并采取必要措施，利用结构构件的安全储备，减轻建筑在爆炸荷载作用下的损害。

2 爆炸荷载的作用特点

爆炸荷载对于结构的作用主要是空气冲击波对结构物的损坏，其超压值大小与爆炸所释放的能量和爆炸源到建筑物的距离有关。爆炸荷载对于建筑结构的作用通常可分为以下3个过程:

1)爆炸冲击波对接近爆炸源的结构外围竖向构件产生向内的推力;

2)冲击波对楼板及梁等水平构件产生向上的推力;

3)结构内部产生的负压，使整个建筑外围构件受到向内的压力作用。

爆炸对结构作用过程见图1。

图1 爆炸对结构作用过程图