要:钢筋混凝土柱在冲击爆炸荷载作用下的破坏可能会导致结构连续性倒塌。本文对爆炸荷载下钢筋 昆凝土 柱的动力响应进行了数值模拟。在建立三维实体钢筋混凝土柱模型时,对混凝土材料采用了脆性损伤模型,分析 了柱在不同折合距离时的侧向位移和失效情况 ,可以看出,侧向位移随着折合距离的增大而逐渐减小。当折合距 离大于2.5时 ,爆炸冲击荷载对柱的影响很小。研究结果对钢筋混凝土柱的设计与防护具有一定的参考价值。 关键词:爆炸荷载;钢筋混凝土柱 ;折合距离 中图分类号 :TU375.3 文献标识码 :A 文章编号 :1008—1933(2012)04—052—03 Dynamicresponseoftheconcretecolum nunder explosiveand impactloads SU Lina .HOU Yanli (1.LuoyangInstituteofScienceandTechnology,Luoyang 471023,China; 2.ChinaNewEraInternationalEngineeringCorporation,Xi’an 710054,China) Abstract:The damage ofreinforced concrete column caused by blastloading willlead the structuralto progressive colapse.The dynamicresponseofreinforced concretecolumnisanalyzedbynumerical simulation.Byusingthebrittledamagemodeltotheconcrete materialthe three—dimensional solid modelof the reinforced concrete colunln is established.Th e an alysis shows that the lateral displacementwi llbereduced wi th the increasing of the scaled distance,and italso showsthatinfluence ofthe blastloading to the columnisvery littlewhenthescaleddistanceismore than2.5.Th eresultisvaluab leforthedesigningandprotectingofthereinforced concretecolum n. Keywords:blastloading;reinforcedconcretecolumn;scaleddistan ce 0 引 言 近年来 ,对如何提高结构抗爆能力 的研究 已经 受到国内外大量研究人员和工程设计人员的广泛重 视。结构构件的抗爆分析具有明显 的局部性 ,在爆 炸冲击波荷载作用下 ,可 以将结构构件从整体结构 中局部拿 出来进 行抗爆分析…。钢筋 混凝土柱作 为工程结构基本构件之一 ,在受到强动荷载作用或 突加速度时,可能会产生 比较大的塑性变形 ,从而导 致结构因过量 的永久变形而失去原有功能,或造成 连续性倒塌 ,直至结构整体发生破坏 ,给人 民生命财 产造成严重损失 。因此 ,研究钢筋混凝土柱在爆 炸 冲击荷载作用下的动态响应及其防护措施具有十分 重要 的工程实 际意义 4。。而折合距离对爆炸产生 的冲击波超压峰值和持续时间有着决定性 的影响, 收稿 日期 :2011-02-21 作者简介 :苏丽娜 (1978一),女 ,河北衡水人 ,讲 师 ,硕 士研究生 ,主 要从事结构工程教学与科研工作。 E—mail:slnyjh@sohu.con 因此 ,本文对折合距离对荷载作用下 的变形 、破坏和 响应的影响情况进行了详细 的研究 。对钢筋混凝土 柱的设计与防护具有一定的参考价值。 1 计 算模型 由结构塑性动力学理论 可知,在冲击荷载作 用下,结构构件的动力反映具有局部性 ,只与结构构 件相连的构件有关 ,而与其他构件关系不大。 本文对一方形柱建立了三维有限元模型。钢筋 }昆凝土柱截面尺寸为 500mmX500nqm,柱 高 3600 mm,纵筋为 8 5,箍筋为 ~b12@150,采用 kg—mm—ms 单位制建模 ,几何实体模型如图 1所示。 在有限元模型建立过程中 ,混凝土采用 3一D实 体单 元 SOLID164,纵 向 受 力 筋 和 横 向 箍 筋 用 BEAM161梁单 元。计算 中用 Hughes—liu梁单元算 法 ,对梁单元的积分采用 2×2Guass算法。 由于本 文中的几何实体模 型比较规则 ,故采用 映射网格划分来提高其计算精度。混凝土实体单元 尺寸为 501TIm,采用三维实体 8节点单元剖分 ,共划
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