天津塘沽爆炸事件来看爆炸对建筑的影响

8月12日23时20分左右，天津港国际物流中心区域内瑞海公司所属危险品仓库（系民营企业）发生爆炸。截至13日13时，滨海新区危险品仓库爆炸事故导致44人死亡，住院521人，其中重症伤员52人。预计失联人数超过21人。在灭火过程中发生2次爆炸，威力堪比24吨TNT炸药，导致部分现场人员被困，目前仍在全力搜救。相关企业负责人已被控制。发生如此巨大的爆炸让人震惊，财产的损失令人惋惜，同胞的伤亡才是最最令人痛心，让我们为逝者默哀，为生者祈福，天津加油！

事故发生后，我们需要及时抢救、声援、捐助、追查、严惩，但是，事故之后，我们更多的是要思考，思考爆炸的来龙去脉，思考如何也能避免这种灾难的发生，思考假使灾难发生我们该怎么办……在本篇文章中，小编将结合收集来的资料来谈一谈爆炸与建筑物联系。

爆炸作用下钢筋混凝土多层框架结构反应分析

由于爆炸产生的脉冲荷载具有高度的非线性，并且一般只有几毫秒到十几毫秒的瞬间完成，因此钢筋混凝土框架结构的爆炸动力响应十分复杂。由于爆炸事件的频繁发生，以及其产生的日益严重的后果，对爆炸作用下结构的深入研究已经受到国外大量研究人员和工程设计人员的广泛重视，自从１９６８年在英国发生了一起由爆炸导致的一座名为ＲｏｎａｎＰｏｉｎｔ建筑的坍塌开始，人们对建筑遭受爆炸荷载作用给与了广泛关注，出现了大量的与此相关的文章。1９９４年Ｋｒａｕｔｈａｍｍｅｒ等开展了钢筋混凝土构件在脉冲荷载作用下的反应机理研究；１９９６年Ｅｔｔｏｕｎｅｙ等研究了一个８层的商业建筑的抗爆性能，并针对楼板提出了８种可能产生的破坏形式并提出了改善方法；之后的很多科学家都进行了爆炸作用的相关研究，但大多集中在构件反应上，而对结构整体的研究相对较少。近来发展的高效材料，新型结构系统，提出的巧妙分析方法使得结构的安全储备变得相当小（ＬｏｎｇｉｎｏｗＡ，１９９６）。因此这样的结构可能只有很少的抗力储备以适应异常的负荷情况。并且由于现阶段我国的建筑设计规范中并没有考虑结构抗爆的设计要求，所以国内绝大多数的建筑设计时都没有考虑爆炸荷载的影响，这也使得结构抵抗异常荷载的能力十分有限。因此对现有的民用结构进行不同炸药量不同爆炸距离作用下的爆炸压力时程曲线爆炸作用下的损伤评估具有极其重要的研究意义。

钢筋混凝土多层框架结构的反应分析：

眼下天津这次的爆炸事件牵动着全国人民的心，小编也是心急如焚，不停在网上搜罗着相关的情报，下面是小编整理的一位建筑牛人分析的爆炸情况下钢筋混凝土多层框架结构的反应。小编是的引用若有不当之处，各位大神尽请拍砖~

ＣＯＮＷＥＰ计算的爆炸压

力时程

对于多层框架结构本文以四层为例进行分析，层高均为３．６ｍ，框架结构具有相同宽度的三跨，均为５．４ｍ。框架柱的截面采用０．５×０．５ｍ，框架梁为０．２ｍ×０．４ｍ。分别选取２０００ｋｇ、１０００ｋｇ、５００ｋｇ和２００ｋｇＴＮＴ为爆炸物。爆炸距离分别为１０ｍ、２０ｍ、３０ｍ、５０ｍ。由于炸药量较大而且四层框架结构高度较小，通过爆炸荷载计算软件ＣＯＮＷＥＰ计算出爆炸波在结构表面的分布差别较小，这样可以将作用于结构表面爆炸荷载简化为随时间变化的均布荷载。

从图中的各组曲线可以看出,作用于结构的爆炸荷载大小与炸药量和爆炸距离都有着重要的关系，随着爆炸距离的增大和炸药量的减小，爆炸压力峰值 会有明显的降低，这也提醒我们要及时撤退到安全距离都是能够将爆炸威胁降到最低的好方法。同样通过图中的曲线我们也可以清楚的了解爆炸荷载的作用特点：①强度高。如图１中２０００ｋｇ的ＴＮＴ在１０ｍ的距离内会对结构产生１６０００千帕以上的峰值压力这是在普通受载情况下结构难以遇到的；②作用时间短。爆炸发生后压力迅速达到峰值并在几毫秒或几十毫秒内就作用完毕，这种极短的作用时间使材料经历了极高的应变速率，强度和延性都产生了变化，也使结构的破坏形式变得更加复杂。

爆炸作用在结构内的传播过程

通常爆炸作用于结构的显著特点就是朝向爆炸物方向一侧的构件会首先受到巨大损害，然后才通过各个传力途径作用于其他部分。通过ＡＢＡＱＵＳ计算出的应力图我们可以清楚地看到爆炸压力在结构中 的传递过程。

①爆炸压力作用于结构正面的一瞬间，结构正面的框架柱首先发生了较大变形，说明靠近爆炸一侧的柱子有可能在爆炸发生的瞬间失去承载能力，它也是 承受爆炸压力最大的一部分，而此时结构的其他部分 并未受力。②爆炸作用中期，应力开始通过内部的框架梁和柱进行传播，可以看到最靠近爆炸一侧的框架梁也产 生了较大内力。③爆炸作用结束阶段，结构在爆炸作用下开始自由振动，此时应力已遍布整个结构。

４层框架结构在爆炸作用下的位移时程

4层框架结构在爆炸作用下的位移时程 根据有限元软件的计算，我们可得到结构在不同 炸药量、３０ｍ的距离作用下顶层位移结果：２００ｋｇ、５００ｋｇ、１０００ｋｇ、２０００ｋｇＴＮＴ作用下的顶层位移峰值分 别为０．０１６ｍ、０．０３４ｍ、０．０５７ｍ、０．１１８ｍ，达到峰值位移的时间均在０．１５ｓ左右。２０００ｋｇＴＮＴ３０ｍ作用下各层 位移峰值结果为：１层０．０３１５ｍ，２层０．０７１ｍ，３层０．０９５ｍ，４层０．１１７ｍ。

通过对比我们可以看出结构的峰值位移都发生在爆炸作用结束后的自由振动阶段，这是因为框架结 构的自振周期比爆炸作用时间要长得多，通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ计算出钢筋混凝土框架结构的三阶自振频率和周期对比通过对比我们可以看出结构的峰值位移都发生在爆炸作用结束后的自由振动阶段，这是因为框架结 构的自振周期比爆炸作用时间要长得多，通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ计算出钢筋混凝土框架结构的三阶自振频率和周期对比。

而其中爆炸对结构最长的作用时间也仅为十几毫秒，所以结构的大部分变形都在爆炸波作用结束后完成。

楼层位移角

爆炸作用下四层框架结构各层的位移角。

随着炸药量的增大，各层的位移角明显增加。通 常结构的底层位移角较大，说明底层破坏最严重。

建筑物如何防爆

建筑物的防爆需要考虑的是如何避免爆炸后建筑主体的连续性倒塌和建筑玻璃碎片飞溅而导致的人员伤亡,近年来,世界各地的新建项目已将防炸弹设计列入整个建筑结构设计重要的环节加以应用,如:我国的深圳证券交易中心、上海虹桥机场枢纽中心等就采用了防范恐怖爆炸袭击的设计措施,无独有偶沈阳恒隆广场尽管作为商业中心,但也考虑到民用气体燃料调压站的存在,也相应的在设计及施工环节均采取了防爆的设计措施。

(1)设计过程中,应有专业的爆炸设计顾问公司协助,采用物理防范与技术防范相结合的方式;

(2)需要考虑建筑体与周边环境的关系,根据UFC-4充分对建筑威胁因素进行评估;

(3)通过安全距离的设计,最大限度减少爆炸冲击波的对主要结构受力体系的破坏,避免楼体主体受损及塌陷;

(4)主要结构的受力体系应有足够的设计冗余,确保部分受力支承梁柱破坏后,不应产生连续性倒塌;

(5)建筑外围护采用防范能力更高的防炸弹玻璃系统,其支承系统应满足抗爆要求,以达到降至最小的玻璃飞溅伤害;

冲天的火光，惶恐的人群，“爆炸”给人们的冲击真的超乎想象，希望救死扶伤能顺利地进行，社会各界携起手来共度难关，为天津祈福、加油。同时，事故的教训需要被牢记，再也不要发生这么可怕的事情了。

另附爆点附近的卫星图：

下面是爆炸地点仓库的图，结合设计图一起看。

下面紧挨着的，就是滨海新区交警支队、二支队和跃进路派出所。