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近年来,恐怖袭击和意外爆炸事件不断发生,建筑抗爆分析及设计得到广泛的关注。爆炸冲击作用强度大,作用时间短,对结构的破坏力极强,且具有局部性等特点。在爆炸作用下结构的部分构件和节点发生破坏,严重时引发整体结构的破坏,因此,研究节点区域在爆炸荷载作用下的性能有着重要意义。采用非线性显式有限元动力分析程序ANSYS/LS-DYNA研究爆炸作用在空气中传播规律,基于爆炸冲击波对结构的作用的分析,建立梁柱节点模型,研究钢框架梁柱节点在常见爆炸荷载作用下的动力响应特征和破坏模式。主要的研究内容包括如下几个部分:(1)采用流固耦合的方法模拟爆炸冲击波在空气中传播。应用LS-DYNA模拟了空气爆炸冲击波在空气介质中的传播规律,以及爆炸超压在有挡墙情况下的反射与绕流现场,墙后1.5~2.5倍墙高区域内绕流现象明显,绕流超压较大。(2)选用合适的材料本构模型和炸药模型,对近地爆炸作用下钢框架的动力响应进行数值模拟,分析结构不同位置处单元在冲击作用下的位移、速度、加速度等变化规律。结果显示在爆炸作用下框架有很大的加速度值,梁的横向变形较大。根据框架中加速度、速度及变形和内力的分布规律选取合适的节点简化模型,用以对节点进行更深入一步的抗爆研究。(3)在爆炸冲击作用下,将钢梁柱节点简化为端部约束条件的构件,选用合理的单元类型、材料参数以考虑钢材的应变率效应,计算分析在爆炸作用下的动力响应,节点区钢柱翼缘容易发生剪切破坏,断裂发展很快,此外焊接孔处应力集中较明显。研究了爆炸冲击波荷载大小、钢柱翼缘厚度、横向加劲肋的设置、焊接工艺孔类型、柱轴压比等参数对梁柱节点在爆炸作用下动力响应的影响,结果显示了随着冲击荷载的增大,钢构件出现局部断裂,焊接工艺孔处应力集中显著。当钢柱翼缘较薄时,翼缘板在与腹板交接处在冲击作用下剪切破坏,断裂发展很快,并导致节点失效,此外柱轴压比对梁柱节点的抗爆性能影响不大。根据计算结果提出优化刚性钢框架梁柱节点抗爆性能的措施。