远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验研究

远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验研究目录内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.2国内外研究现状与发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5高层建筑上部结构模型与实验设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.1结构模型概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.1.1结构类型与尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.1.2材料选用与参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2实验设备与测试方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2.1实验设备介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.2.2测试方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12远场爆炸冲击波特性研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.1冲击波产生机理与传播特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.2不同高度冲击波强度分布规律．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.3冲击波与建筑结构的相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16高层建筑上部结构动态响应试验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.1试验过程与步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.1.1试验准备与布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.1.2数据采集与处理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．214.2试验结果与分析方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．224.2.1结构位移响应特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．244.2.2结构应力响应特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．254.2.3结构破坏模式与损伤机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26模型试验验证与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．275.1实验结果与模型预测对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．285.2模型适用性评估与改进措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．295.3实验误差分析与不确定性讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．326.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．336.2存在问题与不足之处．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．346.3未来研究方向与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．351.内容概括本研究旨在深入探讨远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的动态响应特性。通过构建实验模型，模拟实际爆炸场景，收集数据并分析冲击波与建筑结构相互作用下的动态响应行为。研究重点关注冲击波传播过程中建筑结构的变形、破坏模式以及能量耗散机制。采用先进的测试技术，如高速摄影、应力应变测量等，以实时监测结构在爆炸作用下的动态变化。基于实验数据，运用数值模拟方法对结构动力响应进行再现，并与实验结果进行对比验证。分析结果表明，冲击波的传播速度、峰值压力及作用时间对建筑结构的上部结构动态响应具有显著影响。本研究不仅为高层建筑抗爆炸设计提供理论依据和技术支持，也为类似工程实践提供参考。通过对远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应进行系统研究，期望为提高建筑结构的安全性和稳定性贡献力量。1.1研究背景与意义随着城市化进程的加速，高层建筑作为城市的重要组成部分，其安全性能直接关系到人民的生命财产安全。然而，由于自然灾害、人为因素或结构缺陷等原因，高层建筑在面临远场爆炸冲击波时可能会遭受严重破坏。因此，开展远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应试验研究，对于评估和提高高层建筑的安全储备具有重要的理论和实际意义。首先，从理论上讲，通过实验模拟远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的作用，可以深入研究爆炸冲击波的传播机理、能量转换过程以及结构响应特性，为建立和完善高层建筑抗爆炸性能的理论模型提供科学依据。此外，动态响应试验还能够揭示结构在爆炸冲击波作用下的损伤演化规律，为后续的结构加固与修复工作提供指导。其次，从实际应用角度考虑，高层建筑在遭遇远场爆炸冲击波时，其上部结构的动态响应将直接影响到建筑物的安全性能。因此，深入研究高层建筑在爆炸冲击波作用下的动态响应，有助于提高建筑设计和施工中的抗爆性能，降低因爆炸事故导致的人员伤亡和财产损失。同时，通过对不同类型高层建筑的动态响应进行对比分析，可以为制定针对性的抗爆措施提供参考，从而提高整个城市的抗灾能力。本研究旨在通过构建一套完善的远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验平台，深入探讨爆炸冲击波对高层建筑的影响机制，并在此基础上提出有效的防护措施和优化建议，以期为保障高层建筑的安全运行提供科学支持和技术指导。1.2国内外研究现状与发展趋势对于“远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应”的研究，目前国内外学者已经进行了一系列的理论和实验研究。由于现代城市的快速发展，高层建筑越来越密集，这一研究领域的重要性日益凸显。国内外学者主要集中在以下几个方面展开研究：冲击波传播特性研究：学者们通过理论分析和数值模拟，研究了爆炸冲击波在空气中的传播特性，以及其与周围环境的相互作用。特别关注了冲击波在远距离传播过程中的能量衰减、波速变化等关键参数。高层建筑结构动态响应分析：随着计算机技术的发展，利用有限元分析、离散元等方法，研究者深入探讨了高层建筑在远场爆炸冲击波作用下的动态响应特征，包括振动、位移、应力波传播等。结构损伤与破坏机制研究：在模拟和实验的基础上，研究者分析了不同强度的爆炸冲击波对高层建筑结构的损伤模式和破坏机制，为结构抗爆设计提供依据。现有抗爆措施的效果评估：针对已有的各种抗爆措施（如防爆墙、减震装置等），研究者进行了效果评估，并探讨了其在实际工程中的应用前景。发展趋势：基于当前的研究现状，未来“远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应”的研究将呈现以下发展趋势：精细化建模与数值模拟：随着计算机技术的不断进步，数值模拟方法将更加精细和准确，能够更真实地模拟爆炸冲击波与高层建筑结构的相互作用。实验研究的技术创新：实验研究方法将不断革新，采用先进的传感器技术、高速摄影技术等手段，更精确地测量和记录结构在爆炸冲击波作用下的动态响应。综合抗爆策略的研究：未来的研究将更加注重综合抗爆策略的发展，包括结构优化设计、新型抗爆材料的研发、智能控制技术的应用等。智能化与信息化发展：随着智能化和信息化技术的快速发展，对于高层建筑结构的动态响应监测和预警系统将更加完善，能够实时评估结构的安全状态，为抗爆决策提供支持。随着城市化进程的加快和安全隐患的增多，该领域的研究将更加深入和广泛，为高层建筑的安全防护提供更有力的科技支撑。1.3研究内容与方法本研究旨在深入探讨远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的动态响应机制，通过实验与数值模拟相结合的方法，分析冲击波在不同传播路径、不同建筑部位以及不同结构形式下的影响差异。具体研究内容如下：（1）实验设计实验目标：验证理论模型，揭示冲击波与高层建筑上部结构的相互作用机理。实验对象：选取具有代表性的高层建筑上部结构模型，如框架结构、剪力墙结构等。实验设备：采用高速摄影系统、冲击波发生器、压力传感器、加速度计等先进设备，确保实验数据的准确性和可靠性。实验步骤：在实验室内构建高层建筑上部结构的缩尺模型，设置合适的爆炸参数，记录冲击波传播及结构响应过程。（2）数值模拟数值模型：基于有限元分析软件，建立高层建筑上部结构的数值模型，考虑材料的弹塑性、损伤等因素。计算方法：采用显式动力学分析方法，对冲击波传播过程中的结构响应进行模拟计算。对比分析：将数值模拟结果与实验结果进行对比，验证模型的准确性和有效性。（3）数据处理与分析数据收集：收集实验过程中产生的各种数据，包括冲击波压力、结构位移、加速度等。数据处理：运用统计分析、时频分析等方法，对收集到的数据进行预处理和分析。结果解读：根据数据分析结果，阐述冲击波对高层建筑上部结构的动态响应特性，为建筑设计和防护措施提供理论依据。通过上述研究内容和方法的有机结合，本研究期望能够更全面地理解远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的影响，为提高建筑物的抗爆性能和安全性提供科学支持。2.高层建筑上部结构模型与实验设计本研究旨在通过模拟远场爆炸冲击波作用下的高层建筑上部结构动态响应，以探究其对建筑物稳定性及安全性的影响。为此，我们构建了一套详细的试验装置和相应的测试方法，以确保能够准确评估结构在极端情况下的反应。首先，根据所研究的建筑类型，我们设计了相应的上部结构模型。该模型包括了楼层、楼板、屋顶以及支撑系统等关键部分。为了确保模型的真实性和可靠性，我们采用了高性能的材料来制造这些构件，并对其进行了精确的尺寸测量和配重处理。此外，我们还特别关注了模型的边界条件，确保其在爆炸冲击波作用下能够产生与实际情况相符的动态响应。接下来，我们制定了一套详细的实验方案。该方案包括了实验的目的、预期结果、控制变量、数据采集方法以及数据处理流程等内容。在实验过程中，我们将采用高速摄像机、加速度传感器、压力传感器等设备来实时监测结构的动态响应。同时，我们还计划使用有限元分析软件来模拟爆炸冲击波的传播过程，并与实验数据进行对比分析。我们强调了实验设计的创新性和科学性，我们不仅关注结构在爆炸冲击波作用下的整体反应，还关注局部构件如梁、柱、节点等的受力情况。此外，我们还考虑了不同工况下的结构响应差异，如不同高度楼层、不同材质构件等。通过这些创新的设计思路和方法，我们期望能够为高层建筑的安全性提供更为全面和深入的认识。2.1结构模型概述在本研究中，所探讨的结构模型是针对高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应试验。高层建筑模型的设计是基于实际建筑结构的比例缩小原则，确保模型在尺寸、材料性能、结构体系等方面与实际建筑相似。这种模拟方法有助于更准确地预测实际建筑在爆炸冲击波作用下的性能表现。结构模型主要由以下几个关键部分组成：上部结构主体框架、楼层板、墙体和窗户等附属结构。主体框架采用高强度钢材，以模拟实际建筑中的承重结构体系。楼层板和墙体则根据实际建筑的材料特性进行模拟，确保模型的全面性和真实性。模型在设计过程中还考虑了实际建筑结构的质量分布、刚度和强度等因素，确保试验条件下的模型与实际结构具有相似的动态特性。此外，本研究还对结构模型的连接细节进行了细致设计，确保各部分之间的连接符合实际结构的动力学特性。通过精确的建模工作，我们可以更加精确地预测和分析在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的动态响应特性和可能发生的破坏形式。这不仅为后续的试验提供了可靠的模型基础，也为实际建筑的安全设计和防护提供了重要的理论依据。2.1.1结构类型与尺寸在进行远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应试验研究时，首先需要明确试验对象的结构类型和具体尺寸。本研究选取了具有代表性的高层建筑上部结构，包括框架结构和剪力墙结构两种类型。这些结构在高层建筑中广泛存在，其动态响应特性对于理解和预测实际地震灾害具有重要意义。框架结构由梁、柱和楼板等构件组成，通过节点连接形成整体框架。这种结构具有较强的抗震性能，但整体刚度和承载能力相对较低。在远场爆炸冲击波作用下，框架结构的主要破坏形式为梁柱节点破坏、楼层间位移和加速度反应较大等。剪力墙结构由独立的墙体和连接墙体的水平构件组成，具有较好的抗震性能和局部稳定性。在远场爆炸冲击波作用下，剪力墙结构主要承受水平荷载，其破坏形式主要为墙体开裂、局部屈曲和连接构件损坏等。本研究选取的建筑原型具体尺寸如下：框架结构原型为某高层住宅的3层至6层部分，建筑高度约为15m；剪力墙结构原型为某高层办公楼的第4层至8层部分，建筑高度约为20m。通过搭建试验模型，模拟实际建筑在远场爆炸冲击波作用下的动态响应过程，为后续的理论分析和数值模拟提供依据。2.1.2材料选用与参数在本研究中，对于高层建筑上部结构的材料选用，我们遵循了行业标准和工程实际，选择了常用的钢筋混凝土作为主要结构材料。具体来说，我们选用了强度等级为C40的混凝土和高强度钢材，这些材料因其良好的性能和广泛的应用范围而得到广泛认可。为了确保研究的真实性和有效性，我们对材料的动态性能进行了深入研究和评估。在参数设定方面，考虑到远场爆炸冲击波的特点和影响范围，我们设定了材料的动态弹性模量、密度、泊松比等关键参数。这些参数的选择对于模拟爆炸冲击波的传递和高层建筑结构的动态响应至关重要。此外，我们还考虑了材料在不同温度下的热物理性能参数，如热膨胀系数、导热系数等，以确保试验模型的准确性。同时，为确保材料的力学行为在试验过程中得到准确模拟，我们选择了适当的研究方法和技术手段来测试和确定这些参数。通过对材料性能的综合分析，我们得到了适用于本次试验的材料参数，为后续的数值模拟和实验研究提供了可靠的基础数据。2.2实验设备与测试方案为了深入研究远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应，我们精心设计了以下实验设备和测试方案：（1）实验设备本次实验主要依赖于以下几类设备：爆炸模拟装置：采用高能电磁爆炸器，能够产生足够强度和频率的冲击波，以模拟远场爆炸环境。压力传感器：用于实时监测冲击波在结构内部产生的压力变化，获取关键数据。加速度计：安装在高层建筑的上部结构上，用于记录结构在爆炸作用下的加速度响应。高速摄像机：用于捕捉爆炸过程中的动态图像，分析结构的变形和破坏情况。数据采集系统：集成了数据记录、处理和分析模块，确保实验数据的完整性和准确性。（2）测试方案测试方案主要包括以下几个步骤：模型建立：根据高层建筑的实际尺寸和材料特性，建立精确的数值模型，以模拟真实的结构在爆炸作用下的动态响应。设备安装：在数值模型的相应位置安装压力传感器、加速度计等测试设备，确保它们能够准确捕捉到结构在爆炸作用下的响应信号。数据采集：通过数据采集系统同步采集冲击波压力、结构加速度以及高速摄像机的图像数据。数据处理与分析：利用专业的数值计算软件对采集到的数据进行处理和分析，提取出结构在爆炸作用下的动态响应特征。结果可视化展示：将处理后的数据以图表、动画等形式进行可视化展示，便于研究人员直观地了解结构的动态响应情况。通过上述实验设备和测试方案的实施，我们能够全面、准确地评估远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应特性。2.2.1实验设备介绍为深入探究远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的动态响应，本研究精心搭建了一套综合实验平台。该平台集成了多种先进的测试与模拟技术，确保了实验的准确性与可靠性。首先，冲击波发生器是实验的核心部件，能够产生不同特性和强度的冲击波，以模拟远场爆炸环境。通过精确控制冲击波参数，如压力、持续时间和频率，我们能够模拟出多样化的爆炸场景，从而更贴近实际工程情况。在冲击波传播路径上，布置了高精度的压力传感器阵列。这些传感器能够实时监测冲击波在不同位置的压力变化，为我们提供宝贵的实验数据。同时，高速摄像机和高速录像机则用于捕捉冲击波作用下的结构变形和破坏过程，为后续分析提供直观的视觉依据。此外，为了模拟建筑物本身的动力特性，实验中还设置了振动台。振动台可以模拟建筑物在受到冲击波作用时的动态响应，帮助我们更准确地评估结构的安全性能。在实验过程中，我们还利用了先进的信号处理技术和数据分析方法，对收集到的实验数据进行深入的处理和分析。这不仅有助于我们更准确地了解冲击波与高层建筑上部结构的相互作用机制，还能为工程设计和安全评估提供有力的理论支持。本实验平台通过集成多种先进技术和设备，为远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应研究提供了有力保障。2.2.2测试方案设计（1）测试目标与要求本次试验旨在深入研究远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的动态响应，通过精确采集结构在爆炸作用下的位移、速度、加速度等动力响应数据，分析其破坏机制与性能表现。测试方案需满足以下要求：全面性：覆盖高层建筑上部结构的主要承载部位，确保关键数据获取。准确性：选用高精度传感器与测量设备，减小误差，提高数据的可靠性。实时性：实时监测结构在爆炸过程中的动态变化，为分析提供及时有效的数据支持。（2）测试内容与方法本试验主要包括以下几个方面的测试内容：结构在爆炸瞬间的加速度与速度响应；结构在爆炸过程中的位移响应；结构在爆炸后的振动衰减特性；结构关键部位的应力应变响应。测试方法采用多种传感器与测量设备相结合，包括加速度计、速度计、位移传感器以及高精度记录仪等，结合爆炸模拟实验平台进行数据采集。（3）测试布局与安排根据高层建筑上部结构的特点与爆炸冲击波的作用范围，合理布置测试点，确保测试点能够全面反映结构在爆炸作用下的动力响应。测试点布置应遵循以下原则：均匀分布：在结构的上部结构主要承重部位及关键连接部位布置测试点；重点关注：对结构易受损或承载能力下降的区域进行重点布点；安全防护：测试点布置应充分考虑安全性，避免测试过程中对结构造成额外损伤。（4）数据处理与分析收集到的原始数据进行必要的预处理，包括滤波、校准等操作，以消除噪声与误差。然后运用结构动力学、弹性力学等相关理论对数据进行分析，提取结构在爆炸作用下的动力响应特征参数，如模态参数、振型和频率响应等。最后结合实验结果与有限元分析进行对比验证，深入探讨结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应规律与破坏机理。3.远场爆炸冲击波特性研究（1）引言在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的动态响应是结构工程领域的重要研究课题。为了深入理解这一现象，首先需要对远场爆炸冲击波的特性进行系统研究。远场爆炸冲击波是在一定距离之外爆炸时产生的，具有传播速度快、压力高、作用范围广等特点。（2）实验设计本研究采用先进的爆炸模拟技术，通过搭建远场爆炸实验平台，模拟了不同距离、不同炸药量条件下的爆炸冲击波。实验中使用了高能炸药，并通过高速摄影、压力传感器等设备，实时采集冲击波的传播过程和建筑结构的动态响应数据。（3）冲击波传播特性分析通过对实验数据的分析，发现远场爆炸冲击波的传播具有以下特点：传播速度随距离增加而减小：随着爆炸距离的增加，冲击波的传播速度逐渐降低，这是由于冲击波在传播过程中受到空气阻力、能量衰减等因素的影响。压力波动周期长：远场爆炸冲击波的压力波动周期较长，这主要是由于冲击波在传播过程中不断被建筑结构吸收和反射所致。能量分布不均匀：冲击波的能量在传播过程中分布不均，局部区域压力变化剧烈，而其他区域则相对较弱。（4）冲击波与建筑结构的相互作用远场爆炸冲击波与高层建筑上部结构的相互作用是一个复杂的过程。通过实验研究，发现以下几点值得关注：结构变形与破坏模式：冲击波作用于建筑结构时，会导致结构产生不同程度的变形和破坏。不同结构的变形模式和破坏程度与冲击波的特性密切相关。能量耗散与吸收机制：建筑结构在受到冲击波作用时，会消耗和吸收冲击波的能量。结构的材料特性、构造方式以及内部连接方式等因素都会影响其能量耗散和吸收能力。地震效应与结构响应：远场爆炸冲击波在传播过程中可能引发地震效应，进而对高层建筑上部结构产生动态响应。因此，在研究远场爆炸冲击波作用下建筑结构的动态响应时，需要考虑地震效应的影响。（5）结论与展望本研究通过对远场爆炸冲击波特性的深入研究，为理解高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应提供了重要的理论依据。未来研究可进一步优化实验方案，提高实验精度和可靠性；同时，结合数值模拟等方法，对远场爆炸冲击波与高层建筑上部结构的相互作用进行更为深入的研究，为高层建筑的抗震设计和安全评估提供有力支持。3.1冲击波产生机理与传播特性冲击波是一种在特定条件下，由爆炸或其他突发性事件产生的强压力波。在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的动态响应研究具有重要的工程应用价值。为了深入理解这一现象，首先需明确冲击波的产生机理及其传播特性。冲击波的产生通常与爆炸过程中的能量释放有关，当炸药或其他爆炸源引发爆炸时，其内部的高能量迅速释放，形成冲击波。这种冲击波在传播过程中，伴随着能量的损失和介质的压缩与膨胀，从而对周围环境产生强烈的影响。冲击波传播特性：冲击波的传播特性受多种因素影响，包括爆炸源的尺寸、形状、爆炸方式以及周围介质的物理性质等。在远场爆炸中，由于爆炸源距离结构较远，冲击波在传播过程中主要受到空气阻力和重力势能的影响。传播速度：冲击波在空气中的传播速度约为340米/秒。随着传播距离的增加，冲击波的能量逐渐衰减。能量衰减：冲击波在传播过程中，其能量会不断衰减。这主要是由于冲击波与周围介质（如空气）的相互作用，导致能量转化为其他形式的能量（如热能、声能等）。压力变化：冲击波的传播会导致周围介质的压力发生变化。在冲击波到达结构时，会引起结构的振动和变形，从而影响结构的动态响应。为了准确模拟远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的作用效果，本研究将深入探讨冲击波的产生机理和传播特性，为后续的结构动态响应分析提供理论依据。3.2不同高度冲击波强度分布规律在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的动态响应受到多种因素的影响，其中冲击波强度的分布规律是关键的研究内容之一。本研究通过实验和数值模拟两种方法，对不同高度冲击波强度的分布进行了系统探讨。实验中，我们设置了多个测试点，分别位于建筑的上部结构不同高度处，包括地面层、一层、二层等。通过爆炸装置产生冲击波，并利用压力传感器和加速度传感器实时采集冲击波强度数据。实验结果表明，在冲击波传播过程中，其强度分布呈现出明显的层次性特征。数值模拟方面，我们采用了有限元分析方法，对不同高度冲击波的传播过程进行了模拟。模拟结果显示，冲击波在传播过程中，随着高度的增加，其能量逐渐分散，强度逐渐降低。此外，数值模拟还揭示了冲击波在不同建筑结构中的反射、折射和透射等复杂现象。通过对比实验和数值模拟结果，我们发现两者在冲击波强度分布规律方面具有较好的一致性。这为进一步研究高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应提供了重要依据。同时，本研究也为优化建筑结构设计、提高建筑抗冲击能力等提供了有益的参考。3.3冲击波与建筑结构的相互作用在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构与冲击波的相互作用是一个复杂而关键的研究领域。冲击波作为外部动态荷载，其特性包括高速传播、高压强度和特定的频率成分，这些特性与建筑结构的材料、设计形状及固有频率等因素密切相关。当冲击波与建筑结构相遇时，会立即引发一系列动态响应。（1）冲击波的入射与反射冲击波在接触到高层建筑上部结构时，会发生入射和反射现象。入射波的能量和速度在传播过程中会受到建筑结构的影响，产生能量损失和传播方向的改变。同时，反射波与入射波在建筑结构内部形成复杂的波动场，进一步影响结构的动态响应。（2）结构材料的动态性能变化冲击波的高强度和高速度特性会导致建筑结构中材料的动态性能发生变化。例如，材料的应力-应变关系、弹性模量、泊松比等物理参数在冲击波作用下可能发生显著变化，进而影响结构的整体刚度和强度。（3）结构动力响应与变形机制冲击波与建筑结构的相互作用会导致结构产生明显的动力响应，包括振动、位移、应变等。这些响应与结构的固有频率、模态形状以及阻尼特性密切相关。在高强度的冲击波作用下，结构可能会发生塑性变形甚至破坏。（4）相互作用下的能量传递与分布冲击波与建筑结构的相互作用过程中，能量在结构内部进行传递和分布。研究能量传递的路径、速率以及在不同部位上的分布情况，对于理解结构的动态响应机制和进行抗爆设计具有重要意义。（5）结构损伤与破坏机制最终，冲击波与建筑结构的长期和强烈的相互作用可能导致结构出现损伤甚至破坏。研究损伤的产生机制、发展过程和破坏模式，对于评估结构的安全性和进行修复工作至关重要。冲击波与高层建筑上部结构的相互作用是一个涉及多个方面的复杂问题，需要综合考虑冲击波的特性和建筑结构的动态响应机制，以更好地理解和应对潜在的爆炸冲击风险。4.高层建筑上部结构动态响应试验为了研究远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应，我们进行了以下实验：首先，在实验室内搭建了模拟爆炸冲击波的装置，该装置能够产生不同强度和距离的冲击波。然后，将一个大型的模拟爆炸装置放置在建筑物的顶部，使其产生与实际爆炸冲击波相似的效果。通过调整爆炸装置的参数，我们得到了不同强度和距离的冲击波。接着，我们将建筑物上部结构放置在冲击波源附近，并记录其在不同时间点的位置和速度变化。通过高速摄像机和加速度传感器，我们得到了建筑物上部结构在爆炸冲击波作用下的动态响应数据。我们对收集到的数据进行分析，得出了建筑物上部结构在爆炸冲击波作用下的位移、速度、加速度等动态响应参数。这些参数为我们提供了关于建筑物上部结构在爆炸冲击波作用下的性能评估依据。4.1试验过程与步骤（1）试验准备在进行远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验前，需进行以下准备工作：确认试验场地的地质条件、环境影响评估以及安全措施。检查并确保试验设备（如爆炸装置、传感器、数据采集系统等）处于良好的工作状态。对试验人员进行安全培训和操作指导，确保他们了解应急预案和操作流程。制定详细的试验计划，包括试验目的、试验参数设置、数据采集方法及预期结果分析。准备必要的安全防护装备，如防毒面具、护目镜、防护服等，以保障试验人员的安全。（2）测试模型搭建按照实际工程需求，搭建符合要求的试验模型。模型应包括以下部分：高层建筑的上部结构模型，采用轻质材料制作以模拟真实情况。爆炸源模型，使用能够产生足够能量的冲击波装置，并保证其位置与距离的精确控制。支撑结构模型，用于固定上部结构模型，并确保其在爆炸冲击波作用下的稳定性。传感器布置，在模型的关键部位安装加速度计、位移传感器等，用于测量动态响应数据。（3）试验实施a)将试验模型安置于预定位置，并进行初步的检查以确保无遗漏或错误。启动爆炸装置，根据试验计划设定的时间点引爆，开始记录数据。在爆炸冲击波作用期间，密切监控传感器数据，确保数据的连续性和准确性。在达到预定时间后，停止爆炸装置，并立即进行后续处理，如拆除模型、清理现场等。（4）数据采集与处理a)收集所有传感器的原始数据，包括加速度、速度、位移等。利用数据采集系统对数据进行实时采集和存储。根据预定的数据分析流程处理数据，提取关键信息，如峰值加速度、速度、位移等。对处理后的数据进行分析，评估高层建筑上部结构的动态响应特性。（5）试验结果评估a)根据数据处理结果，评估高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应性能。对比试验结果与理论计算值，分析试验误差的可能来源。提出改进建议，为后续的工程设计和施工提供参考依据。4.1.1试验准备与布置在进行“远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验”的详细研究过程中，试验的准备与布局是极其重要的一环。本段将详细阐述该部分的工作内容。一、试验目标设定与方案规划在试验准备阶段，首先需明确本次试验的主要目标，即研究高层建筑在上部受到远场爆炸冲击波作用时的动态响应特性。基于此目标，进行试验方案的规划，包括试验模型的建立、试验设备的选用、试验流程的设计等。二、试验模型的构建根据研究目标，我们构建了高层建筑的上部结构模型。模型制作过程中，充分考虑了实际建筑的结构特点、材料属性以及尺寸比例等因素，以确保试验模型的准确性和可靠性。模型制作完成后，对其进行全面的检查与校准，以确保其符合试验要求。三、试验设备的选择与布置针对本次试验，我们选用了先进的爆炸冲击波模拟设备、数据采集系统、传感器等。其中，爆炸冲击波模拟设备用于产生远场爆炸冲击波；数据采集系统用于实时采集高层建筑模型的动态响应数据；传感器则用于监测模型在不同部位的应力、应变等参数。设备的布局需充分考虑安全因素，确保试验过程中人员安全。四、试验环境的准备为确保试验结果的准确性，我们对试验环境进行了严格的控制。试验在专门的实验室进行，室内环境保持恒温、恒湿。此外，我们还对室内外的噪声进行了控制，以避免噪声对试验结果的影响。五、安全措施的落实在试验准备过程中，我们特别重视安全措施的落实。试验设备的安装与调试、试验过程的操作等都严格遵守安全规定，确保试验过程的安全。通过细致的试验准备与布局工作，我们为“远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验”的顺利进行奠定了坚实的基础。接下来，我们将进入具体的试验实施阶段。4.1.2数据采集与处理方法在远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应试验研究中，数据采集与处理方法至关重要。为确保试验数据的准确性和可靠性，我们采用了先进的测试技术和数据处理手段。测试系统本次试验采用了高精度的应变传感器和加速度计作为主要测试传感器。这些传感器被布置在建筑的上部结构关键部位，如柱子、梁、楼板等，以监测结构在爆炸冲击波作用下的动态响应。数据采集设备数据采集设备由高精度的数据采集仪、高速模数转换器（ADC）和计算机组成。数据采集仪负责实时采集传感器信号，并将其转换为数字信号供计算机处理。信号调理与传输为确保信号质量，信号调理设备对原始传感器信号进行了放大、滤波和线性化处理。此外，采用无线传输技术将数据实时传输至计算机系统，减少了信号传输过程中的衰减和干扰。数据处理：信号预处理数据处理的第一步是对采集到的原始信号进行预处理，包括滤波、去噪和归一化等操作。这些操作有助于提高信号的清晰度和准确性，为后续分析提供可靠的基础。时域分析时域分析是研究结构动态响应的重要手段之一，通过对结构在爆炸冲击波作用下的位移、速度和加速度等时程曲线进行分析，可以了解结构在不同时间点的动态响应特征。频域分析频域分析是通过快速傅里叶变换（FFT）等技术将时域信号转换为频域信号，从而研究结构在爆炸冲击波作用下的频率响应特性。频域分析有助于揭示结构在不同频率成分下的动态响应规律。动态响应合成根据时域和频域分析的结果，可以对结构的动态响应进行合成。合成结果包括结构在各个方向上的位移、速度和加速度分布等，为结构设计和安全性评估提供重要依据。数据分析与可视化为了更直观地展示试验结果，采用数据分析与可视化技术对采集到的数据进行深入挖掘。通过图表、动画等形式展示结构的动态响应特征，便于研究人员理解和评估结构在远场爆炸冲击波作用下的安全性能。通过完善的数据采集与处理方法，本次试验得以高效、准确地获取高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应数据，为结构设计与安全性评估提供了有力支持。4.2试验结果与分析方法本研究通过采用先进的实验设备和精确的数据采集技术，对高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应进行了系统的试验研究。为了全面评估结构在极端环境下的性能，本研究主要关注了以下几个方面：结构振动响应：通过对结构的加速度、位移以及速度等参数的测量，分析了结构在爆炸冲击波作用下的振动特性。这些数据有助于揭示结构在爆炸冲击波作用下的动态行为和稳定性。结构应力分布：使用应变片和应力传感器，实时监测了结构在不同位置的应力变化情况。这些信息对于理解爆炸冲击波对结构内部应力状态的影响至关重要。材料损伤识别：利用声发射技术和光纤传感技术，对结构内部的损伤情况进行了识别。这些技术能够有效地捕捉到微小的裂纹扩展和其他微观损伤现象，为结构健康监测提供了重要的依据。能量耗散分析：通过计算结构在爆炸冲击波作用下的能量耗散率，评估了结构的抗爆性能。这一指标反映了结构在遭受爆炸冲击波时能量转化的效率，对于优化结构设计具有重要意义。数值模拟验证：将实验结果与有限元分析（FEA）模型相结合，对结构在爆炸冲击波作用下的动态响应进行了验证。通过对比实验数据和数值模拟结果，验证了所采用的试验方法和分析方法的有效性，并为进一步的研究提供了参考。影响因素分析：探讨了环境条件、结构几何参数、材料属性等因素对结构动态响应的影响。这些分析有助于揭示不同条件下结构响应的差异性，为工程设计和施工提供了指导。安全评估：基于上述研究成果，对高层建筑上部结构的抗爆性能进行了全面的评估。评估结果为结构设计提供了重要的参考依据，有助于提高建筑物的安全性能。本研究通过多种试验方法和分析手段，系统地研究了高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应。这些研究成果不仅为结构设计提供了理论依据，也为工程实践中的安全评估和风险控制提供了科学依据。4.2.1结构位移响应特征在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的位移响应特征是一个重要的研究内容。该特征涉及到结构在爆炸冲击载荷作用下的整体变形和局部位移响应。一、整体变形在远场爆炸冲击波的影响下，高层建筑的整体变形主要表现为水平位移和垂直位移。水平位移是由于爆炸冲击波引起的水平方向的动态载荷导致的，而垂直位移可能是由于地震波的传播或爆炸冲击波导致的建筑物自身振动引起的。这些变形与爆炸冲击波的强度、频率、作用时间以及建筑物的结构类型、刚度分布等因素有关。二、局部位移响应局部位移响应主要指建筑物特定部位，如顶层、梁、柱等在爆炸冲击波作用下的相对位移。这些部位的位移响应对于评估结构的损伤和破坏至关重要，局部位移响应受到结构局部刚度、质量分布、连接方式等因素的影响。在爆炸冲击波的作用下，这些部位可能会出现较大的变形和位移，从而导致结构的局部破坏。三、动态响应特性高层建筑在远场爆炸冲击波作用下的位移响应具有显著的动力学特性。由于结构的惯性效应和爆炸冲击波的瞬时性，结构的位移响应呈现出明显的动态变化。这种动态响应可能导致结构的振动、波动等现象，进一步影响结构的整体性能和安全性。四、试验方法为了研究高层建筑在远场爆炸冲击波作用下的位移响应特征，通常采用振动测试、激光测距、高速摄影等试验方法。这些试验方法能够准确地测量结构在不同时间点的位移数据，从而分析结构的动态响应特性。同时，结合数值模拟和理论分析，可以更深入地了解结构位移响应的机理和影响因素。五、结论通过对高层建筑在远场爆炸冲击波作用下的结构位移响应特征进行研究，可以得出一些重要的结论。这些结论对于提高建筑物的抗爆设计水平、保障人民生命财产安全具有重要意义。4.2.2结构应力响应特征在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的动态响应显著，其结构应力响应特征是评估结构安全性和设计优性的关键指标。通过实验研究和数值模拟，我们能够深入理解冲击波与建筑结构的相互作用机制，并准确捕捉结构内部的应力变化过程。实验中，我们采用高速摄影和应力传感器等先进技术，实时监测结构在冲击波作用下的变形和应力分布情况。观测到，在冲击波初始阶段，结构上部由于受到较大的冲击力作用，瞬间产生较大的应力波动，这些波动迅速向上传播至整个结构体系。随着冲击波的持续作用，结构应力响应逐渐加剧，特别是在冲击波峰值附近，结构应力达到峰值。随后，随着冲击波的衰减，结构应力也呈现出逐渐恢复的趋势。在整个过程中，结构下部由于受到基础的限制，应力响应相对较小；而结构上部由于处于较高位置，受到的冲击力较大，因此应力响应更为显著。此外，我们还发现，冲击波的频率、振幅和作用时间等因素对结构应力响应具有显著影响。不同频率和振幅的冲击波会导致结构产生不同的应力分布模式和响应特性。因此，在结构设计中，需要充分考虑这些因素的影响，以确保结构在远场爆炸冲击波作用下的安全性和稳定性。通过对比分析实验结果和数值模拟结果，我们可以更准确地评估结构在远场爆炸冲击波作用下的应力响应特征，为结构设计和优化提供有力支持。4.2.3结构破坏模式与损伤机制在远场爆炸冲击波的作用下，高层建筑上部结构的动态响应表现出复杂的力学行为。这些行为通常包括结构材料的塑性变形、能量耗散、以及结构构件之间的相互作用等。本节将探讨这些动态响应对结构破坏模式的影响，并分析由此产生的损伤机制。首先，爆炸冲击波导致的瞬时压力和动应力会在结构材料中产生显著的局部塑性变形。这种变形通常是由爆炸冲击波引起的局部应力集中和快速应变率造成的。随着冲击波的衰减，这些局部塑性变形会逐渐扩展到整个构件，导致更大的整体塑性变形，甚至可能导致构件的整体失效。其次，爆炸冲击波的能量耗散过程也对结构破坏模式有重要影响。在爆炸冲击波的传播过程中，部分能量被转化为热能，使结构材料的温度升高。高温不仅加速了材料的物理性能退化，还可能引起材料的热膨胀和收缩，进一步加剧了结构的损伤程度。此外，由于爆炸冲击波的非线性特性，其对结构的影响是多尺度的，这可能导致不同尺度下的结构响应差异较大，从而影响结构的破坏模式。爆炸冲击波作用下的结构损伤机制还包括构件间的相互作用，例如，爆炸冲击波可能会引起邻近构件的振动和位移，导致结构内部力的重新分配。此外，由于爆炸冲击波的非连续性和随机性，构件之间的相互作用也可能产生不均匀的应力分布，进而引发新的损伤模式。远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应是一个复杂的力学问题，涉及多种破坏模式和损伤机制。为了更准确地评估结构的安全性和可靠性，需要深入研究这些破坏模式和损伤机制，并采用合适的数值模拟方法来预测和分析结构在爆炸冲击波作用下的行为。5.模型试验验证与分析在本研究中，模型试验对于验证和理解远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构动态响应的影响起到了关键作用。以下是对模型试验验证与分析的详细阐述：（1）试验模型的建立首先，基于实际高层建筑的结构特点和材料属性，我们设计并构建了一个精细的模型。模型考虑了建筑的结构复杂性，包括其上部结构的多个关键部分。为了确保试验结果的准确性，我们对模型的尺寸、材料和质量分布进行了严格的校准。（2）试验过程与实施在模型准备就绪后，我们进行了模拟远场爆炸冲击波的试验。试验中，通过控制冲击波的产生和传递，模拟了不同强度和不同方向的冲击波对模型的影响。同时，我们使用了高精度的传感器和数据采集系统，以捕捉模型在冲击波作用下的动态响应。（3）结果分析通过对采集到的数据进行分析，我们得到了以下关键发现：在远场爆炸冲击波的作用下，高层建筑的上部结构表现出了明显的动态响应。这种响应包括结构的振动、位移以及应力变化等。不同强度和方向的冲击波对结构的影响具有显著差异。高强度的冲击波会导致结构产生更大的变形和应力集中，从而增加结构的损伤风险。建筑结构的动态响应与结构的自身特性（如刚度、质量分布等）密切相关。合理的结构设计能够显著降低结构在冲击波作用下的动态响应。模型试验结果与实际建筑结构的响应情况基本一致，验证了模型的可靠性和试验的有效性。通过模型试验验证与分析，我们深入了解了远场爆炸冲击波对高层建筑上部结构的动态响应特性。这些结果对于评估建筑结构的抗爆性能、优化结构设计以及制定防爆措施具有重要的指导意义。5.1实验结果与模型预测对比分析在远场爆炸冲击波作用下，高层建筑上部结构的动态响应实验研究取得了显著成果。通过对实验数据的深入分析和模型预测的对比，我们发现两者之间存在一定的差异。实验结果表明，在冲击波作用下，高层建筑上部结构产生了明显的位移、速度和加速度响应。这些响应随着爆炸冲击波的传播而逐渐增大，并在结构内部产生复杂的应力分布。实验数据直观地展示了结构在爆炸作用下的动态行为，为后续的研究和分析提供了宝贵的实验依据。然而，模型预测与实验结果之间也存在一定的差异。模型预测通常基于简化的假设和数学模型，而实验结果则反映了实际结构在复杂荷载作用下的真实行为。尽管如此，模型预测仍然为我们提供了结构动力特性的重要参考。通过与实验结果的对比分析，我们可以识别出模型中的不足之处，并进一步优化和完善模型。此外，实验结果还揭示了一些新的现象和规律，例如冲击波在不同结构部位的作用效果差异、结构内部的塑性变形机制等。这些发现为高层建筑上部结构的抗爆炸设计提供了重要的理论依据和实践指导。实验结果与模型预测之间的对比分析对于深入理解高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应具有重要意义。通过不断改进和完善模型，我们可以更好地预测和评估结构在复杂荷载作用下的安全性能。5.2模型适用性评估与改进措施在对“远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验研究”的模型进行适用性评估时，我们首先考虑了模型的几何相似性和材料相似性的满足程度。通过对比试验和计算结果，我们发现模型的尺寸比例、形状以及边界条件与实际工程场景中高层建筑的结构特性存在差异，这导致模型无法完全复现真实条件下的动态响应。因此，我们需要对模型进行以下改进：几何相似性调整：重新设计模型的尺寸比例，使其更接近于实际建筑的高度、宽度和厚度。例如，如果原模型的高度比实际高度高10%，则应将其降低至9%。材料相似性增强：选择与实际建筑材料相似的材料来构建模型，以提高模型的真实性。例如，如果原模型使用了钢筋混凝土材料，可以考虑使用与实际材料相同或类似的钢材和混凝土混合物。边界条件修正：根据实际工程中的边界条件，对模型的边界施加适当的约束或激励，以更好地模拟实际结构的动态响应。例如，如果原模型的底部被固定，可以修改为施加一定的水平力或位移激励，以便更好地模拟建筑物在爆炸冲击波作用下的动态行为。动力特性调整：通过实验或计算方法，确定模型的动力特性（如阻尼比、刚度等）与实际结构的动力特性之间的差异。然后，根据这些差异调整模型的动力参数，以确保模型能够更准确地预测实际结构的动态响应。验证与测试：在完成上述改进措施后，需要对模型进行充分的验证和测试，以确保其能够准确模拟实际结构的动态响应。这包括进行一系列的实验测试，以收集不同工况下模型的响应数据，并与实际结构的动态响应进行比较分析。迭代优化：根据验证和测试的结果，对模型进行必要的迭代优化。这可能包括进一步调整几何相似性、材料相似性、边界条件、动力特性等，以提高模型的适用性和准确性。通过以上步骤，我们可以确保模型在后续的研究中能够更好地反映真实条件下高层建筑上部结构在远场爆炸冲击波作用下的动态响应，从而为工程设计和安全评估提供可靠的理论依据和技术支持。5.3实验误差分析与不确定性讨论在进行“远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构动态响应试验”过程中，实验误差与不确定性是不可避免的因素，它们可能来源于多个方面。本段落将详细讨论实验误差的来源，并探讨不确定性对实验结果的影响。（1）实验误差的来源分析在本实验过程中，误差的来源主要包括以下几个方面：（一）冲击波模拟误差：远场爆炸冲击波的模拟是实验的关键环节之一，但由于实际爆炸过程的复杂性，模拟的冲击波与实际可能存在差异。这种差异可能导致实验结果与真实情况有所偏差。（二）传感器精度误差：实验过程中使用的传感器精度是影响实验数据准确性的关键因素之一。传感器的误差来源包括设备自身的制造误差、标定误差以及使用过程中可能出现的漂移等。（三）试验设置误差：试验设置包括实验场景的设置、传感器布置以及边界条件模拟等。任何环节的偏差都可能影响实验结果的准确性，例如，边界条件的模拟不尽完善可能导致结构响应与实际状况存在差异。（四）数据采集与处理误差：实验数据的采集与处理技术也会对结果产生影响。如数据采集速率、数据传输失真、数据处理算法等都可能带来误差。（2）不确定性讨论本实验涉及的不确定性主要包括系统不确定性和随机不确定性。系统不确定性主要是由于上述提到的冲击波模拟误差、传感器精度误差和试验设置误差等导致的；而随机不确定性则主要来源于环境干扰、操作人员的经验差异等随机因素。这些不确定性可能通过影响实验过程和结果导致实验结果偏离真实情况。此外，对于高层建筑上部结构的动态响应，由于其复杂性，不确定性的传播和累积效应也可能对结果产生显著影响。因此，在分析和解释实验结果时，必须充分考虑这些不确定性因素。为了减小不确定性的影响，后续研究可以进一步提高模拟技术的准确性、优化传感器布置和标定过程、改进试验设置和数据处理技术等。同时，建立更加完善的不确定性量化评估方法也是未来研究的重要方向之一。通过综合分析这些不确定性因素，可以更加准确地评估高层建筑在远场爆炸冲击波作用下的结构响应特性，为结构的安全设计和防护提供更为可靠的依据。6.结论与展望本研究通过远场爆炸冲击波作用下高层建筑上部结构的动态响应试验，深入探讨了结构在爆炸作用下的动力特性和破坏模式。试验结果揭示了冲击波作用下结构内部的应力波传播规律、损伤演化过程以及结构构件的动态失效机制。结论：冲击波的传播对高层建筑上部结构具有显著影响，能够引起结构的强烈振动和塑性变形。结构的动态响应受多种因素影响，包括结构形式、材料性能、连接方式以及荷载大小等，其中结构形式和材料性能是关键因素。通过试验研究和数值模拟相结合的方法，能够更准确地评估结构在爆炸作用下的动态响应，为结构设计提供重要参考。展望：随着新材料和新技术的不断发展，未来高层建筑上部结构的设计将更加注重材料的抗震性能和耗能能力，以提高结构的整体安全性和经济性。动态响应试验和数值模拟方法将在未来的高层建筑结构设计与施工中发挥更加重要的作用，为结构的安全评估和优化提供更为精确的手段。针对复杂环境下的高层建筑结构动态响应问题，需要进一步开展实验研究和数值模拟研究，以揭示更为复杂的动力学行为和破坏机理。在结构设计中引入智能控制技术，实现结构的自适应控制和协同工作，有望进一步提高高层建筑在爆炸等极端条件下的安全性能。6.1研究成果总结本研究在远场爆炸冲击波作用下，对高层建筑上部结构的动态响应进行了系统试验和分析。通过采用先进的实验设备和模拟技术，我们成功地模拟了爆炸冲击波的传播过程及其对建筑