建筑物遭受多弹侵爆打击的破坏效应分析和毁伤程度评估是反恐怖袭击和军事领域亟待研究的重要课题。对建筑物遭受单次侵爆破坏分析的常用手段是爆炸试验数据分析结合破坏过程的精细数值模拟,进而找出建筑物构件的破坏效果与爆炸威力之间的对应关系。这是一项复杂而耗时的工作,并且高度依赖极少数的专业人士,其低效性不能满足反恐怖袭击和军事作战中对建筑物侵爆毁伤快速评估的需求。此外,对于建筑物遭受多弹侵爆打击的毁伤评估问题,现有做法是考虑单次打击的相互独立性,基于数学上的条件概率计算得到多次侵爆打击的累积毁伤,没有考虑建筑物真实的物理毁伤特性。因此,迫切需要一种快速有效的评估方法实现对建筑物多弹侵爆打击的毁伤评估,相关研究成果在生产建设中的爆炸事故分析和结构抗爆设计方面也有明显的应用价值。本文着眼于典型钢筋混凝土框架结构民用建筑物在多弹侵爆打击下的累积毁伤评估问题,分别从建筑物结构侵彻路径快速预测、建筑物多弹侵爆载荷特性分析、钢筋混凝土构件爆炸累积破坏特性和毁伤评估以及建筑物结构侵爆累积毁伤评估等方面进行研究,最终实现对典型民用建筑物多弹侵爆累积毁伤的快速评估。主要研究工作和创新成果包括以下几个方面:1、基于弹靶分离思想和刚性弹体假设,建立和拓展了建筑物结构侵彻弹道预测快速算法。在弹体三维侵彻姿态描述的基础上进行空腔膨胀分析,针对建筑物侵彻问题分别建立等效多层侵彻算法和钢筋混凝土加筋等效方法,最终形成建筑物侵彻弹道快速预测算法,并对快速算法进行了验证。研究表明,本文提出的侵彻弹道快速预测算法可以有效地预测建筑物结构侵彻问题中的侵彻路径。此外,在钢筋均匀化等效近似的前提下,快速算法能够较好地预测弹体侵彻钢筋混凝土楼板的侵彻弹道和贯穿剩余速度。相比于商用有限元软件,侵彻弹道快速预测算法可以大幅减少计算时间,在保证合理精度的前提下快速有效预测侵彻弹道。2、对建筑物多弹侵爆打击下的爆炸载荷特性进行了分析。基于建筑物内爆载荷反射增强的特点和泄压特性对现有内爆载荷模型进行修正,提出了一种爆炸载荷压力峰值不变、冲量加倍的内爆载荷等效模型。基于爆炸载荷对构件做功相等的原则,建立了构件表面压力分布模型及其均布等效方法,分别针对梁、单向板和双向板构件给出了等效均布压力计算公式。3、以钢筋混凝土梁构件为例对钢筋混凝土构件的横向承载抗力特性和爆炸破坏规律进行了研究。基于钢筋混凝土梁构件的准静态横向承载试验结果,研究得出钢筋混凝土构件的弯曲破坏抗力函数可以用三线性模型描述。基于爆炸试验和数值模拟手段对钢筋混凝土梁构件的爆炸累积破坏特性和模式进行了研究,对钢筋混凝土板、柱构件等典型建筑物构件的破坏模式进行了讨论。研究表明,钢筋混凝土梁构件在近爆作用下易发生局部层裂破坏,随着爆炸破坏程度加重构件产生贯穿破裂破坏和明显的整体弯曲破坏。钢筋混凝土梁构件在爆炸破坏后产生的裂纹和局部层裂在二次爆炸作用下发展成为大面积的层裂或贯穿破裂破坏。此外,在保持爆炸总当量相同的前提下,一次爆炸对构件产生的破坏强于先后两次的爆炸累积破坏。在建筑物内部侵爆破坏时,钢筋混凝土构件的破坏模式根据爆炸比例距离和载荷空间分布不同分为整体弯曲破坏、局部破裂破坏以及整体-局部耦合破坏模式。4、对钢筋混凝土梁等建筑物构件的爆炸累积毁伤问题进行了研究。建立了描述钢筋混凝土构件多次爆炸作用下整体弯曲破坏效应的抗力函数模型,并以等效单自由度(SDOF)方法为基础建立了钢筋混凝土构件爆炸累积毁伤的P-I曲线评估判据。针对钢筋混凝土构件的局部破裂破坏效应,以相对崩落厚度为评价量建立了相应的爆炸累积毁伤评估判据。联合考虑钢筋混凝土构件的整体和局部破坏效应提出了一种爆炸毁伤评估联合判据,针对钢筋混凝土梁、板、柱等典型建筑物构件建立了相应的爆炸累积毁伤评估联合判据。5、对典型钢筋混凝土框架结构民用建筑物的多次侵爆累积毁伤评估进行了研究。针对建筑物的结构毁伤和功能毁伤特点提出了构件毁伤到结构毁伤的目标等效思想,进而结合建筑物结构的侵爆破坏特性建立了侵爆累积毁伤评估准则。以建筑物结构侵彻路径快速预测算法和侵爆累积毁伤评估准则为基础,形成了建筑物侵爆毁伤快速评估算法,对典型四层钢筋混凝土框架结构民用建筑物的多弹侵爆打击问题进行了快速仿真和毁伤评估。研究表明,建筑物结构毁伤判据和功能毁伤判据都可以有效地对建筑物毁伤程度进行评估,相比而言,建筑物的功能毁伤比结构毁伤程度更严重。建筑物中柱构件是重要承载构件,抗爆能力较强,对底层柱构件进行抗爆加固能够有效提高建筑物的抗爆能力和承载能力。由于建筑物内爆毁伤范围的影响,对于四层建筑物而言,在第二层引爆装药时建筑物整体毁伤程度最严重。打击当量相同时,大当量单次侵爆打击比小当量多弹打击对建筑物的毁伤更严重。