爆炸荷载作用下钢筋混凝土箍筋加密柱的动力响应

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随着人们生活质量的逐渐提高,人们不仅仅满足于建筑的正常使用性,还得保证建筑结构在各种冲击荷载下的可靠性,生活中恐怖爆炸或者偶然爆炸等事件仍频繁发生,如何保证民用建筑结构或者构件能够有效的抵抗这些爆炸冲击荷载,需要对在这些爆炸冲击荷载下建筑结构或者构件的响应和性能进行研究。本文用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载下的钢筋混凝土加密柱进行了数值模拟分析,采用共节点的方式建立钢筋混凝土柱模型,并考虑钢筋和混凝土的应变率效应,经过分析数值模拟结果主要得出了以下几点结论:(1)在对构件进行数值模拟前,为了保证在材料模型中相关参数的正确性,本文对一个试验进行了数值模拟,并将数值模拟结果和试验进行了对比,得到的数值模拟结果和试验数据较吻合,可以运用模型中的参数进行加密柱的数值模拟。(2)先对爆炸荷载下钢筋混凝土加密柱进行整体分析,估计出要使钢筋混凝土加密柱发生破坏需要的爆炸荷载超压峰值的大小,在此基础上,在爆炸荷载冲量相同时,改变超压峰值的大小,分析柱子的响应,得出柱子的变形与超压峰值之间的规律;在爆炸荷载的超压持时相同时,改变超压峰值的大小,对柱子的响应进行分析,得出随着爆炸超压峰值的增大,柱子的中点位移近似直线增加。(3)对不同爆炸荷载下钢筋混凝土加密柱的破坏模式进行了研究,得出在准静态荷载下,柱子易发生弯曲破坏或者不发生破坏;在动力荷载下,柱子易发生弯剪破坏;在冲击荷载下,柱子易发生剪切破坏。(4)对钢筋混凝土加密柱进行参数化分析,分析了轴压比、混凝土的强度、纵向钢筋的配筋率、箍筋的间距、截面尺寸、截面类型等因素对爆炸荷载下钢筋混凝土加密柱响应的影响,得出增大混凝土的强度、减小箍筋间距、增大柱子的截面宽度、增大柱子截面的惯性矩都可以有效的减小柱子的变形,提高纵向配筋率和减小轴压比也可以减小加密柱的变形,但是其效果不是太明显。
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