爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应及破坏机理

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• 作者：阎石刘蕾齐宝欣辛志强李鹏
• 会议时间：2011-10-22
• 关键词：动力响应 ; 破坏机理 ; 方钢管混凝土柱 ; 爆炸荷载 ; 有限元分析
• 作者单位：阎石(沈阳建筑大学土木工程学院,沈阳 110168 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081)刘蕾,辛志强(沈阳建筑大学土木工程学院,沈阳 110168)齐宝欣(沈阳建筑大学土木工程学院,沈阳 110168 大连理工大学建设工程学部,辽宁 大连 116024)李鹏(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081)
• 母体文献：全国第一届防灾减灾工程学术研讨会论文集
• 会议名称：全国第一届防灾减灾工程学术研讨会
• 会议地点：南京
• 主办单位：中国灾害防御协会
• 语种：chi

摘要

方钢管混凝土柱是被广泛采用的组合构件之一。爆炸发生时产生的爆炸冲击波可能会对框架结构内部的方钢管混凝土拄造成严重破坏,然而目前对其动力响应及破坏机理的研究成果相对较少。本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应和破坏机理进行了研究分析。建立了方钢管混凝土往实体有限元模型,其中混凝土采用HJC模型,方钢管采用考虑应变率的塑性随动强化模型,爆炸荷载施加在柱子一侧表面。通过对方钢管混凝土拄的破坏过程的模拟,比较分析了其在不同“比例距离”下的动力响应和破坏形式,进而得出方钢管混凝土柱的破坏机理。在爆炸荷载作用下,方钢管对其核心混凝土有一定的约束作用,使其处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性同时得到改善;同时,由于混凝土的存在,延缓了方钢管柱底和柱顶过平地发生局部屈曲。随着“比例距离”的增大,柱中水平位移逐渐减小。结果表明,方钢管混凝土柱具有良好的延性、优越的抗爆性能,所提出的破坏机理可供结构抗爆设计的进一步研究参考。