爆炸荷载下钢筋混凝土柱的动力响应及破坏形态分析

第８卷第５期

解放军理工大学学巷（自然科学版）

ＶｏＩ．８Ｎｏ．５

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文章编号：１００９—３４４３（２００７）０５一０５２ｓ一０５

爆炸荷载下钢筋混凝土柱的动力响应

及破坏形态分析

魏雪英１，

白国良２

（１．长安大学建筑工程学院．陕西西安７１００６１；２．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安７ｌ００５５）

摘要：在冲击、爆炸荷载作用下结构底层拄的硅坏可能导致结构的连续倒塌。利用ＬＳＤＹＮＡ对爆炸荷载下钢筋混凝土柱的动力响应进行了数值模拟。建立了三堆实体钢筋混凝土柱模型．爆炸荷载施加在柱子的前表面。钢筋采用塑性硬化模型。混凝土材料采用脆性损伤模型，考虑了损伤厦应变率效应。分别对矩形截面、方形截面的柱子在不同折合距离时的侧向位移和失效情况进行了分析。从结果可以看出，在配筋率相似的情况下，截面面积时柱子的动态响应具有显著的影响。当折合距离约为２．ｏ时，爆炸荷载对两种截面钢筋混凝土柱的影响均可以忽略不计。

关键词：爆炸荷裁；钢筋混凝土柱；脆性损伤模型；应变率效应；折合距离中图分类号：ＴＵ３７５．ｚ

文献标识码：Ａ

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钢筋混凝土结构除了承受准静态荷载以外．还有可能承受由于偶然或人为爆炸所引起的爆炸荷

收穑日期：２００７—０５—１８．

载。研究粱、板、柱等结构构件以及整个结构在爆炸荷载作用下的动力响应具有主要的意义，研究成果可以为结构的优化设计、防护措施提供理论依据。近年来国内外对于爆炸冲击荷载下的混凝土材料本构关系、结构构件的动态响应已进行了许多研究‘”“，

基盒项目：陕西省自然科学基金资助项目（２００５￡２０４）．

作者筒介：魏雪英（１９７４一）．女．博士．副教授；研究方向：材料

及结构的动卷响应ｆＥ．㈣ｌ：狮ｉｘｙ＠ｃｈｄ．ｅｄｕ．ｃｎ．

万方数据　万方数据

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解放军理工走学学报（自然科学版）

第８卷

但是由于问题的复杂性，目前钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应研究较少。本文是基于数值模拟的方法对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的响应进行了分析计算。

ｌ爆炸荷载

利用ＡｕＴｏＤＹＮＡ对不同折合距离下的钢筋混凝土柱进行爆炸模拟，此时假设钢筋混凝土柱为完全刚性材料，得到的爆炸荷载曲线如图１所示。图１中可以看出。爆炸压力峰值随着折合距离的增大而迅速减小，计算不同折台距离下钢筋混凝土柱的响应，可以得到普通钢筋混凝土柱的安全折合距离。

４０

如

皇２０

ｉ

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图ｌ不同折合距离下的荷载曲线

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ａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｄｄｉｓｔａⅡｃｅ

２数值模拟

２．１模型简介

本文分别对方形柱和矩形柱建立了三维有限元模型。方形混凝土柱，截面为６００

ｍｍ×６００ｍｍ。柱

高３６００ｍｍ，纵筋采用８根≠２５，箍筋≠ｌｏ，问距２００ｍｍ。矩形混凝土柱，截面为４００ｍｍｘ６００ｍｍ，柱高４４００ｍｍ，纵筋采用８根≠２０，箍筋≯１０，间距２００ｍｍ。假设柱的两端均为固定端。

混凝土采用三维固体单元．钢筋采用梁单元，网格划分如图２所示。爆炸荷载作用在柱子的右面

（一面）上，则柱子可能产生的最大位移方向为＿），

向。计算过程利用Ｍａｔｅｒｉａｌ

２．２材料参数————

Ａｄｄ

Ｅｒｏｓｉｏｎ关键字计入

了消蚀，应用拉力失效准则来控制。

混凝土采用Ｉ。ｓＤＹＮＡ中的Ｔｙｐｅ９６（Ｍａｔ－ｂｒｉ‘一ｔｌｅ—ｄａｍａｇｅ）模型，钢筋采用Ｔｙｐｅ３（Ｍａｔ—ｐｌａｓｔｉｃ—ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）模型，采用的材料参数，如表１所示。

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