【摘 要】
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大跨空间钢结构因其具有受力合理和制作安装方便的优点,在大型公共建筑中得到广泛应用。这类建筑因人群密集,易成为恐怖分子实施恐怖爆炸的目标。本文结合严峻的反恐形势,在大空
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大跨空间钢结构因其具有受力合理和制作安装方便的优点,在大型公共建筑中得到广泛应用。这类建筑因人群密集,易成为恐怖分子实施恐怖爆炸的目标。本文结合严峻的反恐形势,在大空间钢结构的抗爆研究上做了一些探索,研究了内部爆炸冲击波的传播与分布规律,及结构在爆炸荷载下的动力响应。选取单层球面网壳结构作为研究对象,主要工作与结论如下:
1、应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行一个自由空爆数值试验,参考经验公式计算结果,证明模型及材料参数的可靠性,为结构内爆炸的数值模拟提供依据。采用验证后的材料参数,进行单层球面网壳的内部爆炸数值模拟试验,试验现象及计算结果表明研究方法的可行性及数值模型的可靠性。应用试验数据回归出适合大跨空间结构内爆的冲击波超压计算公式。
2、为解决空间内各点的冲击波压力时程存在的时空差异,引入本征正交分解(POD)方法,描述了结构内表面的冲击波压力场分布。通过改变结构表面孔洞率、矢跨比、炸药TNT当量与爆炸点位置,研究不同情况下结构内表面的压力场分布。
3、确定作用在结构上的冲击波荷载,研究单层球壳结构在此荷载下的动力响应。针对所选结构,改变矢跨比、结构高度、爆炸TNT当量及爆炸点的位置,分析了各参数改变对结构动力响应的影响。
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