国内外时有发生的针对重要建筑目标的恐怖爆炸事件和意外爆炸事故表明,建筑玻璃维护系统容易受到爆炸冲击波的破坏,遭受破坏的玻璃系统成为导致人员伤亡和财产损失的主要因素之一。因此,重要建筑的玻璃围护系统在爆炸作用下的安全已成为防灾减灾和防护工程领域及玻璃幕墙业界正在探求解决的热点问题之一。本文结合军队某重要建筑防范XXX爆炸技术研究课题和国家自然科学基金项目《城市公共交通隧道爆炸安全评估及防爆对策研究》的研究需要,采用野外爆炸试验与数值模拟研究相结合的方法,研究爆炸对建筑物的冲击波荷载、冲击波对各类建筑玻璃的破坏效应及动力破坏机理、防爆膜对玻璃的抗爆加固技术、玻璃的爆炸损伤评估方法等科学与技术问题,开展的主要研究工作及取得的成果如下:(一)设计并完成了爆炸作用于建筑物的荷载野外爆炸模拟试验,获得了大量的相关试验研究结果。建立炸药-空气-建筑物系统的动力有限元计算模型,分析了爆炸冲击波的发生、发展传播及其与建筑物的相互作用机理,得出了建筑物表面的爆炸冲击波荷载分布规律。(二)完成了爆炸冲击波对不同类型建筑玻璃的破坏性能及抗爆膜对玻璃的加固效果试验,比较研究了普通中空玻璃、钢化中空玻璃、PVB钢化夹层玻璃、SGP钢化夹层玻璃的抗爆特性。研究表明,普通中空玻璃的抗爆性能很差,钢化中空玻璃比普通中空玻璃的抗爆能力有所提高,PVB钢化夹层玻璃与SGP钢化夹层玻璃的抗爆性能比钢化中空玻璃更好。在普通玻璃和钢化玻璃上粘贴抗爆膜可有效阻止玻璃破片的飞散,改善玻璃的抗爆性能。结合分析爆炸作用于建筑物的荷载试验结果,得出了各类建筑玻璃破坏阈值的大致范围,并给出了对应玻璃破坏阈值的冲击波荷载冲量计算经验公式。(三)基于ANSYS/LS-DYNA动力分析软件,建立了各类玻璃的有限元数值模型,分析了爆炸作用下各类玻璃的动力响应及破坏机理,弄清了爆炸荷载下玻璃变形特点;研究了玻璃厚度、夹层厚度、玻璃材料、夹层材料等各种参数变化对建筑玻璃抗爆性能的影响规律。(四)建立了夹层玻璃的等损伤评估方法。定义了夹层玻璃毁伤等级,采用挠度控制方法,结合野外爆炸试验及数值模拟结果,给出了与各毁伤等级对应的玻璃板中心挠度值。基于大挠度平板理论,推导出了描述玻璃板等损伤的超压-冲量关系(P-I曲线)的渐近线表达式,绘制出了对应PVB夹层玻璃与SGP夹层玻璃各毁伤等级的P-I曲线。