爆炸作用下钢筋混凝土结构塑性动力响应

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钢筋混凝土梁板类构件在爆炸作用下的塑性动力响应是结构抗爆动力学研究的重要课题,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文以爆炸作用下的钢筋混凝土简支梁为研究对象,研究了其塑性应力及变形响应。主要内容如下:1、对作用在建筑结构上的爆炸荷载进行了论述。详细介绍了无约束爆炸荷载和约束爆炸荷载,就爆炸产生的爆炸冲击波对建筑结构整体的作用作了宏观描述,并对常用的几种爆炸荷载超压时程曲线的简化模型及其参数进行了比较。2、采用刚塑性模型对钢筋混凝土简支梁进行分析。将爆炸荷载简化成具有上升段和下降段的三角形荷载,按均布荷载的形式施加到钢筋混凝土简支梁上,研究了梁的最大变形与时间的关系。基于塑性铰相关理论,建立了塑性铰的位置与梁的运动规律之间的关系,得到梁在各个时刻的挠度、速度以及转角等参量随时间的变化规律,建立了简支梁在爆炸荷载作用下的最大残余挠度计算公式。3、基于非线性有限元技术,利用大型显式动力有限元分析程序LS-DYNA对钢筋混凝土梁在爆炸作用下的动力响应进行了研究。以真实试验中的钢筋混凝土简支梁为研究对象,利用LS-DYNA进行数值模拟,再现了炸药爆炸后,冲击波的传播过程以及钢筋混凝土简支梁的应力应变的变化过程。通过数值模拟得到的梁的应力应变变化情况与理论分析进行对比,从而验证了数值模拟的可行性。
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