爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件缩尺效应的数值模拟研究

基于一组用于爆炸荷载下钢筋混凝土构件动力响应的无量纲相似准则，结合已有钢筋混凝土板缩尺抗爆试验数据，采用显式动力有限元软件LS-DYNA及弹塑性混凝土损伤本构模型，建立爆炸荷载作用下原型和缩尺钢筋混凝土板有限元模型，研究缩尺效应中缩尺系数、材料断裂能和材料应变率对钢筋混凝土板动力响应相似性的影响。结果表明：(1)采用弹塑性损伤本构模型能有效反映钢筋混凝土构件动力响应的缩尺效应，且缩尺模型的破坏形式及位移满足相似率；(2)当缩尺系数为0.2时，缩尺数值模型无法有效表征原型构件的损伤分布及位移响应，使其不满足钢筋混凝土板动力响应的相似率；(3)混凝土材料断裂能对构件动力响应的相似率影响不大，而混凝土应变率对缩尺模型的动力响应具有较大影响。研究结果可为钢筋混凝土构件抗爆试验中缩尺系数和模型材料选择、有限元模型中相关材料断裂能和应变率选取提供有效建议。