论文部分内容阅读
现如今不仅恐怖的爆炸袭击活动在影响着建筑结构的安全性,偶然的爆炸事件也在一定程度上影响着建筑结构的安全性。在爆炸事故中,作为结构主要承重构件的梁柱若发生了破坏,会导致结构构件的损伤甚至发生倒塌。所以本文主要利用有限元软件ABAQUS对十字形截面钢骨混凝土柱在爆炸荷载下的受力性能进行了数值模拟分析。针对十字形截面钢骨混凝土柱构件及十字形截面钢骨混凝土柱框架结构中的各类材料参数进行了变换,从而研究其抗爆性能。本文主要内容如下:(1)简单描述了国内外近几年发生的重大爆炸事件,叙述了爆炸产生的危害。总结了目前国内外对结构抗爆性能的研究,并且对异形柱组合结构进行了简要的介绍。参考有关文献资料,对爆炸荷载的基本特性进行了分析,对爆炸荷载的冲击波超压峰值与持续时间的关系,选取了基于以上两种参数持续时间to和超压峰值压力Ps0之间关系的三角形爆炸荷载模型,且将此模型应用在ABAQUS动力有限元的分析中。(2)在利用有限元软件ABAQUS的数值模拟分析中,十字形截面钢骨混凝土柱中的钢筋和钢骨材料采用了经典金属塑性模型,即Classic metal plasticity,混凝土材料则采用了软件中自带的混凝土损伤塑性模型,即Concrete damaged plasticity。在材料的相互作用中,将钢筋笼与十字形截面钢骨完全嵌入到了混凝土材料中。(3)对十字形截面钢骨混凝土柱构件在爆炸荷载作用下的受力性能主要从含钢率的影响、工况的影响、含箍率的影响、长细比的影响及肢厚的影响等几个方面进行了研究。研究表明,在含钢率增加、含箍率增加、肢厚变宽等情况下十字形截面钢骨混凝土柱的抗爆性能有所提升,而长细比的增加则减弱了其抗爆性。(4)对于十字形截面钢骨混凝土柱一榀框架结构在爆炸荷载作用下的数值模拟分析中,主要从工况、柱端加密及纵向钢筋直径不同等三个方面进行了分析,从模拟结果中可以得知,对异形柱框架结构的柱端进行加密或者加大柱中纵向钢筋的直径,会对异形柱一榀框架结构的抗爆性能产生有利影响。