火災(zāi)與爆炸災(zāi)害安全工程學(xué)

第一章　緒論

第一節(jié)　火災(zāi)與爆炸災(zāi)害及其危害

第二節(jié)　火災(zāi)與爆炸災(zāi)害特點與對策

第三節(jié)　火災(zāi)與爆炸災(zāi)害分類

第四節(jié)　課程性質(zhì)、研究方法與課程內(nèi)容

第二章　火災(zāi)燃燒基礎(chǔ)

第一節(jié)　燃燒基礎(chǔ)

第二節(jié)　火災(zāi)特殊燃燒形式

第三節(jié)　可燃物質(zhì)及其燃燒危險特性

第四節(jié)　典型火災(zāi)發(fā)展蔓延過程

第三章　火災(zāi)預(yù)防工程

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　建筑總體防火規(guī)則

第三節(jié)　建筑物耐火設(shè)計

第四節(jié)　建筑防火分區(qū)2100433B

火災(zāi)與爆炸災(zāi)害安全工程學(xué)是一門以工程科學(xué)與災(zāi)害科學(xué)相結(jié)合，以安全防治為目標的工程技術(shù)課程。本教材的特點是以建筑火災(zāi)為代表，全面論述火災(zāi)防治的基礎(chǔ)原理和技術(shù)方法；根據(jù)國民經(jīng)濟基礎(chǔ)建設(shè)的需要，將爆炸災(zāi)害分為人控爆炸與非人控爆炸兩個部分，分別論述其爆炸基礎(chǔ)、爆炸災(zāi)害防治技術(shù)與方法。教材分三部分共九章，綜合部分包括緒率與危險評價；火災(zāi)防治部分包括火災(zāi)燃燒基礎(chǔ)、火災(zāi)預(yù)防、煙氣控制與火災(zāi)撲救；爆炸災(zāi)害防治部分分為非人控爆炸基礎(chǔ)與災(zāi)害控制技術(shù)和人控爆炸基礎(chǔ)與災(zāi)害控制技術(shù)等內(nèi)容。

本書可作為國民經(jīng)濟基礎(chǔ)建設(shè)相關(guān)的礦業(yè)、水利、交通、建筑、地質(zhì)等高等院校安全工程專業(yè)的教材，也可以作為相關(guān)行業(yè)和企業(yè)的安全人員培訓(xùn)教材，還可供其他行業(yè)安全工程專業(yè)和安全、設(shè)計、管理、監(jiān)理、研究等技術(shù)人員參考。

本項目針對爆炸沖擊荷載造成的結(jié)構(gòu)局部損傷與破壞將顯著降低鋼結(jié)構(gòu)抗火性能的現(xiàn)象，擬采取理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)開展爆炸與其次生災(zāi)害-火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼結(jié)構(gòu)的損傷破壞與連續(xù)倒塌分析研究，以鋼梁、鋼柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件和典型鋼結(jié)構(gòu)為研究對象，通過研究爆炸與火災(zāi)作用下鋼結(jié)構(gòu)損傷破壞的相關(guān)性，建立爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼梁、鋼柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷破壞分析方法；通過研究爆炸后火災(zāi)作用下鋼梁、鋼柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷破壞規(guī)律，建立爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼梁、鋼柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷程度評估方法；通過研究爆炸后火災(zāi)作用下溫度環(huán)境的時空變化規(guī)律，建立爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌分析與倒塌時間預(yù)測方法。為日益廣泛應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計提供可靠的理論依據(jù)和分析手段，因而具有重要的理論意義和工程價值。

我國經(jīng)濟繁榮、社會穩(wěn)定，但由于世界形勢復(fù)雜多變、地區(qū)間貧富差距，社會矛盾依然存在，我國依然面臨著潛在的人為恐怖襲擊爆炸威脅。爆炸發(fā)生后將導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞；與此同時，爆炸會引發(fā)火災(zāi)等次生災(zāi)害。對于鋼結(jié)構(gòu)建筑，火災(zāi)是最具有破壞效應(yīng)的特殊作用之一，爆炸及爆炸后引起的火災(zāi)將進一步加劇結(jié)構(gòu)的破壞，甚至引發(fā)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌，給人民生命及財產(chǎn)安全帶來嚴重威脅。研究爆炸和火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼結(jié)構(gòu)的損傷機理及連續(xù)倒塌具有重要意義。 本項目對鋼構(gòu)件在爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下的損傷破壞模式與鋼結(jié)構(gòu)倒塌機理進行研究，取得成果如下： （1）爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下的荷載模型。通過對室內(nèi)爆炸及爆炸后火災(zāi)發(fā)展規(guī)律的研究，以我國典型民用建筑為研究對象，采用數(shù)值模擬和理論推導(dǎo)的方法建立了室內(nèi)爆炸荷載模型、爆炸后建筑內(nèi)部火災(zāi)溫度模型，以及作用于構(gòu)件的荷載模型，為進一步研究鋼構(gòu)件在爆炸火災(zāi)下的損傷破壞奠定基礎(chǔ)。 （2）爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷評估。通過對鋼材在高應(yīng)變率、高溫下?lián)p傷演化規(guī)律的研究，提出一種基于連續(xù)損傷力學(xué)理論和微觀空隙發(fā)展理論的損傷模型，并將其引入鋼材本構(gòu)模型中，建立了爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼柱損傷破壞分析方法；通過對不同截面尺寸、不同高度鋼柱的參數(shù)分析，研究了爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼柱的失效模式，采用公式擬合的方法建立了爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼柱損傷評估的P-I-t曲面; 通過對鋼柱在爆炸下響應(yīng)規(guī)律的研究，提出一種鋼柱在爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下的快速損傷評估方法，采用公式擬合的方法得到爆炸荷載下鋼柱的整體變形與局部變形，并作為初始條件引入抗火分析。該研究成果可應(yīng)用于任意截面鋼柱在爆炸與火災(zāi)下的初步損傷評估。 （3）爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌高效分析模型與方法。通過對倒塌過程中鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點受力特征的分析，提出一種考慮軸力-彎矩耦合效應(yīng)的節(jié)點模型，進而建立應(yīng)用于連續(xù)倒塌分析的鋼框架結(jié)構(gòu)高效數(shù)值分析模型；參照國外相關(guān)規(guī)范，提出了結(jié)構(gòu)在同一樓層內(nèi)及不同樓層間的容許倒塌范圍，進而建立子結(jié)構(gòu)的選取原則，提出了一種基于子結(jié)構(gòu)法的鋼框架結(jié)構(gòu)快速損傷評估方法；在上述研究基礎(chǔ)上，提出了鋼框架結(jié)構(gòu)在爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下連續(xù)倒塌的分析方法，通過大量參數(shù)分析，建立了結(jié)構(gòu)抗火時間與炸藥當(dāng)量的關(guān)系，研究了鋼框架結(jié)構(gòu)爆炸與火災(zāi)聯(lián)合作用下的倒塌機制。該成果可實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)在爆炸與火災(zāi)作用下的快速抗倒塌評估。 2100433B