大跨网壳结构因其造型优美、受力性能好等特点,广泛运用于体育场馆、火车站等大型公共建筑中,此类建筑人流量大,且往往是城市地标性建筑,一旦发生恐怖爆炸袭击或者爆炸事故将会产生恶劣的社会影响。因此,针对此类建筑的抗爆防爆研究显得十分重要。本文以球面网壳结构为对象,采用数值模拟与试验相结合的方法,对球面网壳结构的爆炸效应、损伤评估和防爆抗爆方法进行研究,主要内容包括:(1)依据相关缩尺理论,开展了球面网壳结构内爆炸试验研究,分析了炸点高度变化对球面网壳结构内表面超压和网壳杆件应力的影响,并进行了数值仿真结果与试验结果的验证。结果表明:随着炸点高度的增加,结构内表面超压与网壳杆件应力均增大;数值模拟结果与试验结果吻合良好,误差较小,证明了数值模拟方法与参数的正确性。(2)基于数值模拟的正确性和合理性,运用LS-DYNA建立内爆炸球面网壳结构数值模型,分析了球面网壳内爆炸典型过程和构件刚度对球面网壳结构爆炸效应的影响。结果表明:炸药量较小时,连接构件的刚度越大,网壳结构的爆炸效应反而越小,而随着炸药量增大,连接构件刚度越大,网壳结构的爆炸效应也越大;提高网壳杆件的刚度和下部支撑柱的整体刚度有利于降低网壳结构爆炸效应。(3)建立了以构件损伤为基础的网壳整体损伤评估方法,依据损伤因子和结构损伤情况提出损伤等级划分标准,并将内爆炸下球面网壳划分为轻度损伤、中度损伤、严重损伤三种损伤等级,同时对各损伤等级结构响应特征进行分析;而后对网壳损伤因子和损伤等级分布进行影响参数分析,得出TNT量、连接刚度和屋面荷载对网壳损伤的影响规律;提出了适用于内爆炸下球面网壳结构的损伤评估流程,绘制了损伤等值曲线,为工程中快速评估网壳损伤提供参考。(4)提出了球面网壳结构抗爆防爆设计的目标,并结合试验与模拟结果对内爆炸下球面网壳结构抗爆防爆的关键位置的分布进行了研究,随后针对结构关键位置抗爆防爆措施进行研究,得出了关键位置处泄爆阀值关系式和经济有效的结构抗爆加固措施,以实现提出球面网壳结构抗爆防爆设计的目标,为工程防爆设计和加固提供有效科学依据。