运 用显 式 有 限元 动 力 分析 软件 LS~DYNA，建 立 了典 型 钢 筋 混 凝 土 柱 的 三 维有 限元 模 型 。该 模 型 采 用 了 钢筋混凝土的分 离式建模 ．不考虑 两者之 间的粘结滑移而考虑混凝土材料的应 变率效应 。在有 限元模型 的基础上 ，通 过 对 比 超 高 性 能 钢 筋 混 凝 土 柱 与 普 通 钢 筋混 凝 土 柱 结 构在 爆 炸 荷 载 作 用 下 的动 力 响 应 ，研 究 了超 高性 能 混凝 土 柱 结 构的抗爆性能。研究结果表明 ，与普通钢 筋混凝土柱结构相比较 ，超 高性 能钢 筋混凝 土柱结构的抗爆性能有十分显著 的提 高 。 关 键 词 ：超 高性 能钢 筋 混凝 土柱 ；爆 炸 荷 载 ；动 力 响 应 ；抗 爆 性 能 Abstract：A 3一D finiteelementmodelfortypicalreinforced concrete columns is established by using explicitfinite elementdynamic analysis software LS—DYNA．The modeluses a separate modeling of reinforced concrete which only considersthe concrete the strain rate effect．Based on the finite elementmodel，the difference ofthe dynamic responses betweenUHPC steelcolumn and ordinaryreinforced concrete eolumRiscomparedundertheactionofthe blastloading．The resultsshow thattheantiknockperformanceofUHPC steelcolumnstructureshasavery significantincreasecomparingwith thatoftheordinaryreinforced concretecolumnstructure． Keywords：UHPC steelcolumn；Blastload；Dynamicresponse；Antiknockperform ance 中 圈 分 类 号 ：TU525 文献 标 识 码 ：A 文 章 编 号 ：1000—4637(2014)07—44—03 0 前 言近年来 ，人 为或意外爆 炸事故频 繁发生 ，给人 们 的 生命 财 产 安全 带 来 了严 重 威胁 。 同时 ，由于 世 界 范 围 内 的重 要 建 筑 越 来 越 多 。因此 ，如 何 最 大 程 度 地 降低 爆 炸荷 载 对 建 筑结 构 的破 坏 ．减 少其 对 人 们生命财 产安全 的威 胁 ，成为一个 亟需解决 的课 题 。改善建筑材料性能是提高建筑结构抗爆性能 ， 降低爆炸对人们生命财产安全造成危害 的有效手 段 。超 高性 能混 凝 土 (以下 简称 UHPC)是过 去 三 十 年 极具 有 创新 性 的 水 泥基 工程 材 料 。具 体 表 现 为超 高强度 、优异 的韧性和 良好 的耐久性能。因此 ，将 UHPC应 用 于 建 筑 结 构 抗 爆 防 爆 设 计 是 有 益 的 尝 试 。国内外许多学者进行了探索性的研究 ，如焦楚 杰f1]等通过钢 纤维掺量 1％～3％的 UHPC板 的爆炸 试 验 研 究 了其 抗 爆 性 能 ，研 究 表 明 ，爆 炸 应力 波在 混凝 土 中呈现 明显 的 衰减 特性 ．其 在抗 震 塌 方 面 的 优 势 十分 明显 。卢 康 道【2】通 过爆 炸试 验 确定 了钢 纤 基 金 项 目 ： 天 津 市 应 用 基 础 与 前 沿 技 术 研 究 计 划 (12JCQNJC0530o)。 一 44一 维 混凝 土 在 爆 炸荷 载 作用 下 钢 纤 维 的最 优 掺 量 ，为 钢 纤维 混凝 土 的工 程应 用提 供 了理论 支撑 。文 献【3】 运 用数值 分 析 的方法 研究 了钢纤 维混 凝 土板 与普 通 混 凝土 板在 爆 炸荷 载作 用下 的 动力 响应 及破 坏模 式 的不 同之处 。研究 表 明 ，钢纤 维混 凝土 板 的损 伤程 度 远小于普通混凝土板的损伤程度 。 本文运用显式动力有 限元分析软件 LS—DYNA 对一典 型 超高性 能 钢筋 混凝 土柱 和普 通 钢筋 混凝 土 柱在 同一 爆炸 荷载 作用 下 的动 力 响应进 行 了数值 模 拟 。通 过对 比分 析 ．研究 了超 高性 能 钢筋 混凝 土柱 的 抗爆 性 能 ，阐 明了超 高 性 能钢 筋 混 凝 土 柱在 抗 爆 设 计方 面 的巨大 优势 。 1 有 限元 模型 的建 立 运用 有 限元分 析 软件 LS—DYNA。建 立 了某典 型 超 高性 能钢 筋 混 凝 土柱 的分 离 式有 限元 模 型 ．如 图 1所 示 。图 1中 ，b为柱迎 爆 面宽 度 即柱宽 ；h为 柱截 面 高 度 即 柱 深 ；a为 混 凝 土 保 护 层 厚 度 ；日 为 柱 净 高 ；s、s2为箍筋间距。 由于有 限元 分析 对 网格具 有依 赖性 ，因此 ．进 行 了 大量 网格 收敛 性 分 析 。最 终 发 现 ，混 凝 土 采 用

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