文档介绍：摘要①软件中的鮐狣舢也蟾牧夏P陀捎诳梢宰酆峡钢骨混凝土辜怯苫炷痢⑿透帧⒆萁睢⒐拷畹炔牧瞎钩桑粲典型的非匀质材料。在爆炸冲击荷载作用下,由于应力波在钢骨混凝土构件中的传播途径、混凝土材料、钢骨和混凝土之间粘结关系等都非常复杂,所以研究钢骨混凝土构件在爆炸冲击荷载作用下的反应特征和破坏模式非常困难。本文主要以软件数值模拟为基础,对钢骨混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下的反应特征和破坏模式进行研究分析。主要研究工作和结论有下面几点:虑混凝土材料的损伤软化、应变率效应等多种特性,可以很好模拟混凝土材料在爆炸冲击荷载作用下的特性;考虑剪切失效的接触算法可以较好模拟钢骨与混凝土之间的粘结特性;惴ǹ梢阅D饣炷敛牧系亩狭咽В本文的大量研究分析基于—鰍砑校ü亩链罅课南祝范ǔ鍪宜于钢骨混凝土柱抗爆研究分析的各种模型参数;②由于建筑结构的基本周期话阋詓为单位缺ǹ掌寤鞑ê稍刈用时间和结构构件的基本周期话阋詍5ノ长许多,所以结构构件在局部爆炸冲击波荷载作用下的反应主要以结构构件反应为主;框架柱在爆炸冲击波荷载作用下可以简化为两端固接的单根杆件进行分析;③钢骨混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下的反应可以用波动过程、冲量反应过程和能量反应过程来分析;在实际中三个过程都存在,先是波动过程,然后是冲景反应过程,最后是能量反应过程;对于波动过程,在钢骨混凝土柱跨中范围,可以简化为平面波动理论;但是在支座附近,由于沿轴向位移梯度变化很大,存在很大的剪应力,所以平面波动理论不成立,只能用复杂的空间波动理论分析;钢骨的存在,会对钢骨混凝土柱内的应力波产生较大的影响,使得应力波在钢骨混凝土柱内的传播途径非常复杂;④在爆炸空气冲击波荷载作用下,钢骨混凝土柱中混凝土的断裂破坏模式可以分为三类:当爆炸空气冲击波荷载幅值非常大时,则会在钢骨混凝土柱内激发起足够强度的应力波,直接导致材料破坏,该破坏模式非常突然,一般为零点几毫秒;当冲击波超压幅值不太大,但是冲击波冲量较大时,使得钢骨混
凝土柱能在支座附近产生较大的冲剪应力,钢骨混凝土柱中的混凝土会在支座附近由于冲剪应力发生破坏,该破坏模式也非常突然,一般为撩胱笥遥旱冲击波超压较小但是冲量很大时,钢骨混凝土构件由于吸收冲击波能量而发生较大的弯曲变形或剪且变形,也会引起钢骨混凝土柱中的混凝土发生断裂破坏,该破坏模式持续时间较长,一般超过几毫秒;⑤在爆炸冲击荷载作用下,由于钢骨混凝土柱支座附近混凝土处于复杂的应力状态,所以最易发生断裂破坏;钢骨混凝土柱支座处混凝土的断裂破坏会造成钢骨混凝土柱刚度发生突变,所以钢骨混凝土柱的破坏标准可以以支座处混凝土由于断裂破坏丧失抗剪承载力为标志;⑥根据钢骨混凝土柱在爆炸冲击波荷载作用下的破坏特征,在压力一冲量图中,可以把钢骨混凝土柱的破坏模式分为五个分区,每个分区反映了钢骨混凝土柱不同的破坏原理和破坏特点;根据钢骨混凝土柱在不同特征时间的破坏特点可以对其破坏模式进行判定,本文给出了判定标准和判定流程,并且使用该判定标准和判定流程,确定出了钢骨混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下的压力一冲量图;⑦数值模拟与理论分析相结合,建立了钢骨混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下的等效简化单自由度分析模型,研究发现本文建立的等效简化单自由度模型非常适合于钢骨混凝土柱的抗爆分析;⑧给出了钢骨混凝土柱抗爆设计和抗爆评估流程图,并分别给出钢骨混凝土柱抗爆设计和抗爆评估的实例。关键词:爆炸荷载,冲击波超压,冲击波持续时间,钢骨混凝土柱,抗爆结构等效简化单自由度模型,压力一冲量图,应变率型本构模型,摘要
②玳甌①產③辝瑃,勰:—...;痵.
④‰甌⑤,⑥甀.,‘琣甀..,甀,,
⑦黃篵.“旧∞.
⋯混凝土材料压缩极限强度面;~——混凝土材料拉伸极限强度面;【【恳%符号说明牧闲阅%。%’瓦’蜀一%一冲击波振面上声速;材料阻尼矩阵:材料弹性模量;材料塑性硬化模量;孛嬲宓刃У阅A浚构件的实际刚度;等效单自由度体系的等效刚度;剪切波波速;混凝土材料屈服面函数;混凝土材料拉伸屈服面函数;混凝土材料初始屈服面;混凝士材料极限强度面;混凝土材料残余强度面;混凝士材料软化面;金属材料动拉、压屈服强度;混凝土动态拉极限强度;刚度矩阵:压缩波波速;混凝土材料压缩屈服面函数;混凝土材料后继屈服面;金属材料静拉、压屈服强度;混凝土动态压极限强度;混凝土准静态拉极限强度;“△盯△
△⋯爆炸空气冲击波正压幅值:△⋯一爆炸空气冲击波超压函数;肘婵⋯⋯结构构件支座塑性极限弯矩;,——钢骨与混凝土之间的摩擦系数;搿!爆炸冲击荷载作用下苹凳钡刃苄酝渚兀——·爆炸空气冲击波负压幅值;,!R坏プ杂啥忍逑邓艿降耐饬琭结构构件受到的外荷载分布函数;搿!R灰唤峁构辜缰兴苄约尥渚兀灰唤诘闼艿降耐夂稍叵蛄浚瑃灰灰坏プ杂啥忍逑悼沽!!H肷浣橹实拿芏群筒