玻璃幕墙防爆设计

玻璃幕墙防爆设计一、为什么玻璃幕墙要防爆设计随着科技的发展，人们对大型公共建筑的功能和艺术要求越来越高，玻璃幕墙装饰作为一种融建筑技术、建筑功能，以及建筑艺术为一体的建筑外维护构件，是建筑物的高级装修，在世界各国的高层标志性建筑中被广为采用，成为现代建筑的一种标志。传统幕墙的结构设计要求能满足抵抗外界的风荷载、自重和由地震或温度变化引发的偶然荷载等。进人21世纪，由于世界各国的恐怖活动日趋猖撅，玻璃幕墙作为建筑的外维护构建，它的抗爆性能直接关系到整个建筑物的安全性，装饰华丽、造价高昂的城市高层公共建筑玻璃幕墙往往会成为分子袭击的对象。最为典型是1996年美国联邦调查局A.RMurrah大楼被恐怖分子袭击，造成169人遇害，周围258栋建筑物的玻璃被震碎，碎裂玻璃超过10个街区，事后恐怖分子T.McVeigh陈述“选定该建筑物作为袭击目标是大量建筑玻璃的…存在”。美国ARS防爆炸顾问咨询公司研究资料发现，恐怖袭击玻璃幕墙中75%的伤亡是由玻璃碎裂飞溅所造成，如果在爆炸事件发生时，所有建筑物的玻璃能完整地保留在框架中，那么冲击波能量将不能进入室内，室内物品就不会受到破坏：高速碎片也不会进入建筑物内或掉落地上造成伤害。所以提高玻璃幕墙的抗爆炸能力，可有效地减少恐怖袭击的人命伤亡。英国的Darrell Dbake等进行了改进玻璃窗承受爆炸荷载的评估试验，研究了在不同爆炸荷载等级下安全的特性，美国的Eve Hinman等分析了玻璃幕墙对爆炸效应的响应，提供了玻璃幕墙抗爆炸效应的设计、分析和试验结果，基于这些结果，给出了减轻爆炸对玻璃幕墙设计的方法。英国的A EI-Kadi[17]等分析了建筑设计对玻璃窗爆炸响应的影响，通过分析证明，减少玻璃窗的无支撑面积和使用大的长宽比可以提高玻璃窗抗冲击荷载的能力。针对恐怖分子爆炸玻璃幕墙的威胁，国内外设计师相继提出了建筑幕墙的抗爆炸冲击波性能要求，本文依照爆炸冲击波防护的原理，探讨玻璃幕墙的抗爆炸设计。二、爆炸冲击波与幕墙破坏爆炸的定义：在足够小的容积内以极短的时间突然释放出能量,以致产生一个从爆源向有限空间传播开去的一定幅度的压力波,那么就说在该环境里发生了爆炸。这种能量可以是原来就以各种形式储存的该系统中。例如,它们可以包括核能、化学能、电能和压缩能等。炸药爆炸后，由于爆轰产物对周围空气的强烈压缩，产生压强很高的初始冲击波。当炸药在空气中爆炸时，便产生空气冲击波向