【摘 要】
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当今国际形势复杂多变,全球各地发生的爆炸袭击事件和意外爆炸事故仍然历历在目,倘若预应力钢筋混凝土T型梁因此损毁,将对人民财产安全和经济社会稳定发展带来重大损害。由于预应力T型梁相关抗爆实验的费用高昂,对于试件损伤的观察不连续,且存在安全隐患,因此采用数值模拟的方法特别受到重视。本文基于ANSYS/LS-DYNA软件对近距起爆时冲击波-破片群复合作用下的预应力钢筋混凝土T型梁开展了数值模拟研究。主要
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当今国际形势复杂多变,全球各地发生的爆炸袭击事件和意外爆炸事故仍然历历在目,倘若预应力钢筋混凝土T型梁因此损毁,将对人民财产安全和经济社会稳定发展带来重大损害。由于预应力T型梁相关抗爆实验的费用高昂,对于试件损伤的观察不连续,且存在安全隐患,因此采用数值模拟的方法特别受到重视。本文基于ANSYS/LS-DYNA软件对近距起爆时冲击波-破片群复合作用下的预应力钢筋混凝土T型梁开展了数值模拟研究。主要研究内容及成果如下:（1）本文有限元模型由铵油（ANFO）炸药、破片群、空气、预应力钢筋混凝土T型梁和端部支撑组成。通过对冲击波作用下预应力钢筋混凝土板试验、预应力混凝土梁落锤冲击试验及破片群对混凝土板侵蚀试验进行的数值模拟,验证了流固耦合算法及材料本构模型的有效性,检验了用多段折线模拟曲线形预应力筋处理方法的可靠性,验证了破片飞散速度及侵彻深度的数值模拟参数的合理性。（2）对比分析了冲击波单独作用、破片群单独作用及二者复合作用对T型梁损伤效应的影响。研究表明:冲击波-破片群对T型梁的复合作用效果大于单一荷载作用效果,但小于两种荷载单独作用效果的线性叠加。（3）探究了T型梁自身参数对其抗爆性能的影响。研究表明:随着张拉控制应力、纵筋配筋率及非加密区箍筋配箍率的增加,T型梁的抗爆性能呈现非线性增强;混凝土抗压强度对T型梁抗爆性能增强效果不明显。（4）研究了荷载参数对T型梁抗爆性能的影响。研究表明:炸药位于梁顶部:比例距离相同时,炸药质量对梁的毁伤起主导作用;爆心沿梁宽方向移动时,爆心偏离中心点距离越小,梁底面位移动态响应越大;爆心沿梁长方向移动时,梁底面纵桥向上各点位移峰值出现位置与爆心位置相吻合。炸药位于梁侧面:腹板产生严重的局部毁伤现象,混凝土贯穿剥落面积较大。炸药位于梁底部:爆心偏离中心点距离越大,翼缘板和腹板的损伤程度越严重。（5）进行了T型梁防护加固研究。研究表明:CFRP板保证了构件一定的延性,使得梁的质量损失较少,但位移动态响应降低有限;钢板减少构件质量损失的能力略微弱于CFRP板,但降低位移动态响应的效果强于CFRP板;先粘贴CFRP板后增设钢板的加固方法综合防护效果最佳。
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