本篇文章內容由[中國幕墻網]編輯部整理發布：
玻璃幕墻作為建筑的外圍護構件（詞條“構件”由行業大百科提供），最先受到爆炸沖擊荷載的作用，因而其抗爆性能將直接影響整個建筑物的安全性。研究表明，爆炸沖擊波作用到建筑玻璃上，75%的人員傷亡由是高速飛行的玻璃碎片所直接造成的，而沖擊波透過玻璃裂縫進入室內又會間接造成人員傷亡。在這種情況下，抗爆玻璃研究成為人們關注的熱點。抗爆玻璃多選用夾層玻璃、中空玻璃或者幾種基本型式合成的復合玻璃，在材料方面多采用鋼化玻璃或者其它新型材料玻璃等。通過查閱國內外相關文獻，發現關于抗爆玻璃在靜荷載、風荷載（詞條“風荷載”由行業大百科提供）及地震荷載的相關研究已趨于成熟，但其在沖擊荷載作用下的研究在很多方面還有待完善。文中對爆炸沖擊荷載作用下的玻璃幕墻建筑的抗暴研究現狀做了一個較全面的綜述。
1.玻璃幕墻抗爆研究與分析方法
應力（詞條“應力”由行業大百科提供）波作用于構件會使其內部產生復雜的應力區域并發生局部破壞，最終導致其承載力能力嚴重降低，因而考慮應力波在構件內的傳播特性是至關重要的。
目前，玻璃幕墻的抗爆研究與分析方法主要有以下三利，:解析方法、實驗方法和數值模擬分析法。
1.1解析方法
通常是采用基本的應力波理論、材料力學、固休力學、彈塑性力學和能量原理等基本力學原理對結構進行分析。目前，國內還沒有相關技術和規范介紹玻璃幕墻的抗暴計算方法，但有時又需要定量的計算來驗證設計的正確與否。為此，常采用簡化的分析方法以此得到比較合理的分析結果，其簡化如下:①根據爆炸力的特征，幕墻的支撐結構可以考慮按照彈塑性力學進行分析;②框架構件和豎權、橫嵋等配件的受力采用靜荷載的方法進行簡化;③可以考慮用直線來代替沖擊波隨時間的變化過程，如圖1所示。(其中PQ為標準大氣壓AP+為沖擊波超壓;t+為沖擊波正壓作用時間)。
基于上述簡化計算準則，己有很多研究學者將玻璃幕墻簡化成等效單自由度模型。Krauthamruer和Altenberg曾采用單自由度模型對爆炸沖擊波負壓在玻璃面板上的作用效應進行了分析。除此之外，還有研究人員采用板殼動力理論對其性能進行研究。高軒能等采用彈性薄板振動理論研究了框支承玻璃在爆炸沖擊荷載下的動力響應及防爆距離。雖然解析方法以較為簡潔的形式給出有關物理量之間的關系，但是由于爆炸空氣沖擊波荷載、材料本構關系和邊界條件的復雜性，在實際應用中會受到很大的限制，只能運用到極少數簡單問題中。
1.2實驗方法
通過開展足尺寸的沖擊波實驗，可以觀察到玻璃幕墻在真賣爆炸沖擊荷載下的反應。基于實驗數據的綜合分析，可以得到其真實的抗爆性能。常用的玻璃爆炸沖擊波實驗方法一般有兩種:①距離實驗，試驗組件對己知特性炸藥的沖擊承受能力;②激振管實驗，在特意建造的小室內瞬間釋放高壓氣流產生沖擊波。實際工程中常選用距離實驗方法，該方法簡便，并在一定程度上滿足了工程需要。陳峻（詞條“陳峻”由行業大百科提供）等采用距離實驗方法對玻璃幕墻進行了沖擊波試驗，并具體介紹了距離實驗的實施方法。雖然實驗研究真實再現了構件在真實荷載下的性能，但是隨著對沖擊問題的深入研究，該方法己無法達到計算精度的要求。
1 .3數值模擬分析法
數值模擬分析法避免了實驗方法的危險性和昂貴性，其靈活性和可重復性加快了設計周期，降低了設計成本。在抗爆結構動力分析中，常用的抗爆分析軟件有以下種:ABAQUS. LS一DYNAIDYNA3D和AUTODYNA等。目前，傳統數值模擬分析存在以下兩個問題:①沒有考慮爆炸荷載和幕墻結構的流固禍合計算;②對玻璃與周圍部件連接作用進行了諸多簡化，分析模型多僅限于玻璃面板（詞條“面板”由行業大百科提供）。這使得模擬結果難以真實反應復雜幕墻系統中玻璃的爆炸響應情況。針對上述問題，鄧榮兵等利用罰函數，用ALE有限元法進行了爆炸荷載與幕墻結構禍合作用的三維動態仿真。隨著計算機技術的不斷發展以及計算方法的逐步改進，數值模擬分析法在解決爆炸問題中正發揮著日益重要的作用。
2 爆炸沖擊荷載下玻璃幕墻的性能研究
國外對爆炸沖擊荷載下玻璃幕墻性能的研究大多集中于抗爆玻璃的破壞強度、玻璃尺寸、動力響應、荷載作用時間、玻璃板的支撐邊界條件及動力響應等方面，而國內在這方面的研究還處于起步階段。
2.1玻璃強度
玻璃在常溫下是一種典型的脆性材料，一直到破壞為止，其應力應變呈線性關系。玻璃表面存在著無數微裂紋，在拉應力作用下，當微裂紋尖端處的應力超過臨界應力時，裂紋迅速分裂，最終導致玻璃斷裂（詞條“斷裂”由行業大百科提供）。玻璃的理論強度約為1x1010一1. 5x 1Q'0 Pa加2而實際的強度要比理論強度低得多，與理論強度相差2一3個數量級。這是由于玻璃的脆性（詞條“脆性”由行業大百科提供）和其表面存在微裂紋、內部存在不均勻區域和缺陷所引起的的應力集中造成的。玻璃的高強度意味著安全性，為了提高其實際強度，可采用：退火、鋼化(淬火（詞條“淬火”由行業大百科提供）)、表面處理與涂層、微晶化、與其他材料制成復合材料等方法。
2.2玻璃尺寸
小尺寸玻璃的強度一般要高于大尺寸玻璃強度，主要是因為玻璃尺寸越小其表面和內部存在缺陷的幾率越低，抵抗荷載和沖擊波的能力越強。故在實際運用中應嚴格控制玻璃面板的尺寸，不宜使其過大。顏衛亨等采用有限元分析方法，比較了不同尺寸的玻璃幕墻在爆炸荷載作用下的反應。
上一頁12下一頁
