汽车撞击和爆炸共同作用下钢筋混凝土结构的性能研究

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当今世界，汽车炸弹袭击已经成为恐怖分子惯用的一种恐怖袭击方式。装载有炸药的汽车先撞击后爆炸作用下钢筋混凝土结构会产生一定的损伤破坏。为了研究这种情况下钢筋混凝土结构的性能，本文运用ANSYS/LS-DYNA程序对其作了一系列分析及其研究。主要研究工作及成果如下：
　　(1)本文采用了全过程分阶段模拟方法对装载有炸药的汽车先撞后爆的整体过程作了有限元模拟计算。通过相关试验对钢筋混凝土柱模型的有效性作了验证。
　　(2)对装载有炸药的汽车先撞后爆下钢筋混凝土柱动力响应作了参数研究，并分析了柱的破坏模式。结果表明：汽车速度的增长及炸药量的增加都会不同程度加剧柱的响应及损伤破坏；柱截面惯性矩与箍筋配筋率等参数的增加对柱的响应均有不同程度的降低；混凝土轴心抗压强度和纵筋配筋率的提高虽使柱中水平位移有所减小，但一定范围内，减小值并不是很大。柱可能发生的损伤破坏有以下三种形式：柱的局部损坏、柱的整体弯剪破坏和柱的整体剪切破坏。
　　(3)对装载有炸药的汽车撞击和爆炸共同作用下钢筋混凝土柱、钢骨混凝土柱及其钢管混凝土柱的损伤效应进行了对比分析。结果表明：钢骨混凝土柱和钢管混凝土柱的位移响应均比钢筋混凝土柱显著降低，钢管混凝土柱的位移响应最小；钢管混凝土柱的局部损伤程度最轻。钢骨混凝土柱的柱脚附近区域局部损伤严重。钢筋混凝土柱柱头和柱脚附近区域的混凝土损伤剥落都较严重。
　　(4)对钢筋混凝土柱外部粘帖SRP的防护加固效果进行了计算分析。结果表明：外粘SRP的方式可有效改善柱子的抗冲击性能；随着加固层数增加，柱子抗冲击性能增强。
　　(5)建立了一栋6层钢筋混凝土框架结构的多尺度模型，对于其在载有炸药的汽车分别位于角柱及边中柱正前方先撞后爆的倒塌破坏情况作了分析。结果表明：汽车撞击角柱后发生爆炸时框架的最终倒塌破坏表现为双柱失效的倒塌破坏；汽车撞击边中柱后发生爆炸时框架的最终倒塌破坏表现为三柱失效的倒塌破坏；撞击边中柱后发生炸药爆炸的情形下框架的倒塌破坏更为严重。

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作者
胡杨;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科结构工程
授予学位硕士
导师姓名田力;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类钢筋混凝土结构;
关键词
汽车撞击爆炸; 钢筋混凝土结构; 动力响应; 破坏模式; 防护加固; 局部倒塌; 共同作用;

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