基于量纲分析的地下结构顶板外爆炸荷载分布

爆炸强动载是导致地下结构毁伤的直接因素,研究得出的结构爆炸荷载分布规律对地下结构抗爆防护具有重要意义。以地下双舱管廊为试验结构,开展了22炮次结构爆炸荷载机理试验。在实测荷载数据基础上,采用结合量纲分析的非线性拟合法研究地下结构顶板荷载及分布规律。与经验公式法相比,结合量纲分析的非线性拟合法对结构爆炸荷载预测精度更高;装药设置对结构爆炸荷载分布产生影响,爆距的减小增加了荷载不均匀性。     

可燃性气体在建筑物内爆炸研究进展

从气体混合燃料在结构内爆炸荷载的确定、结构在爆炸荷载作用下的动力响应以及采取的预防措施三个方面出发，对当前建筑物内气体混合燃料爆炸效应的研究现状进行了总结，以提高建筑物的整体稳定性。     

爆炸荷载下钢管混凝土结构动力响应的研究进展综述

近年来,国内外学者对不同炸药的爆炸荷载效应及爆炸荷载下钢管混凝土结构的动力响应进行了大量研究,包括TNT爆炸荷载效应理论经验公式、各类炸药TNT当量系数、钢管混凝土结构动力响应验证后参数化分析以及损伤失效准则评估等。因此,本文综述了近年来国内外炸药爆炸荷载效应与爆炸荷载下钢管混凝土结构的响应研究的最新进展,结合了作者在工程抗爆领域研究工作经验,给出该领域的现存问题和未来的发展趋势。     

爆炸荷载作用下弹性梁的能量解析法分析

爆炸荷载作用下结构的分析分为两类:波动理论和振动理论.因为爆炸荷载持续时间非常短暂,并且应力波在结构构件中的传播非常迅速,所以爆炸荷载作用下结构构件的反应主要以整体振动为主.根据爆炸荷载持续时间与结构构件特征周期的比例关系,结构构件在爆炸荷载作用下的反应可以分为脉冲荷载区、准静态荷载区和动态荷载区.本文作者根据能量守恒基本原理,推导了弹性简支梁在爆炸荷载作用下的基本计算公式,重点研究了动态荷载区弹性简支梁的反应特征,并提出了荷载时间系数的概念.通过大量的有限元分析,得到了弹性简支梁荷载时间系数在不同荷载区的计算公式,为弹性简支梁的抗爆分析提供了理论依据.     

悬索桥抗爆分析的展望

近年来,爆炸荷载引起的桥梁结构损伤事故频发,确保桥梁结构在爆炸荷载作用下的安全性日益重要。综述了桥梁结构爆炸荷载的种类和特点,介绍了不同桥梁结构动态响应分析方法,着重指出了数值模拟分析的优势。在此基础上,结合既有桥梁结构抗爆分析的研究成果,指出了现有研究存在的不足,提出了采用大型通用有限元软件对悬索桥进行数值模拟分析的策略,为进一步研究悬索桥在爆炸荷载作用下的动态响应和损伤机理打下基础。     

爆炸荷载下钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析方法比较

运用显式动力有限元分析软件LS-DYNA建立了一个四层两跨钢筋混凝土框架结构的有限元模型,并对其施加爆炸荷载,在爆炸荷载仅引起结构关键柱失效的情况下,研究了不同比例距离爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动力响应及倒塌过程;同时采用美国国防部2009年出台的建筑物抗连续倒塌设计规范UFC 4-023-03中推荐使用的替代传力路径法对相同的四层钢筋混凝土框架结构进行了非线性动力连续倒塌分析。通过比较研究上述数值分析结果,揭示了UFC 4-023-03规范推荐使用的替代传力路径分析方法的不足,进而对考虑爆炸荷载作用的结构抗连续倒塌分析设计方法的改进提出了设想。研究结果表明:通过引入爆炸荷载放大系数来考虑爆炸荷载作用的影响具有更广的适用范围。     

爆炸荷载作用下桥梁结构易损性分析研究现状与展望

与地震荷载相比,爆炸荷载具有高频、短持时、高峰值等特点,爆炸荷载作用下桥梁结构以局部损伤破坏为主,直接采用桥梁地震易损性分析理论对桥梁爆炸易损性问题进行研究存在一定问题。因此,在已有的桥梁地震易损性研究基础上,结合爆炸荷载及桥梁结构特性,提出了桥梁爆炸易损性分析的基本概念及关键问题,建立桥梁爆炸易损性分析的基本方法及步骤,可为桥梁抗爆设计、灾后评估重建以及工程投资决策提供参考。     

爆炸荷载作用下RC结构连续倒塌研究进展

爆炸常造成RC结构的严重破坏甚至连续倒塌,概述了国内外爆炸荷载作用下RC结构连续倒塌的研究成果,总结了爆炸荷载作用下RC结构连续倒塌研究的各种方法,并针对各种研究方法的不足提出了未来RC结构连续倒塌研究的发展方向。     

爆炸作用下钢筋混凝土多层框架结构反应分析

针对日益严重的恐怖主义汽车炸弹袭击，对中远距离爆炸荷载作用下的钢筋混凝土多层框架结构进行研究。文章以四层框架为例，分析中结合应用了爆炸荷载计算软件CONWEP与大型有限元计算软件，采用了数值模拟的方法。通过分析明确了爆炸作用在结构中的传播过程与结构反应特点，分析了不同炸药量与爆炸距离下结构的整体变形与破坏特征，并以楼层位移角理论为基础，建立了损伤指数评价标准，给出了结构损伤等级与炸药量和爆炸距离之间的关系，以此确定结构的防护距离。通过建立这样一个评价标准不但为保护现有重要建筑物不受到爆炸灾害影响提供了参考安全距离，并且为今后新建的民用钢筋混凝土多层框架结构的防爆设计提供了有用的参考依据。     

爆炸荷载及RC结构爆炸效应述评

爆炸在瞬间释放的巨大能量可能导致建筑物的严重破坏甚至灾难性倒塌,在造成巨大的经济损失的同时,还会威胁公众生命安全,甚至对人们心理产生不可避免的冲击.过去几十年,在爆炸荷载的结构分析和结构设计方面已经有着显著的发展.以大量文献为背景,综合分析了爆炸荷载计算,就爆炸对混凝土结构的影响和结构爆炸响应等研究现况进行了述评.     

钢筋混凝土柱的爆炸动力响应分析

通过采用ANSYS／LS-DYNA软件对爆炸荷载作用下考虑周围构件约束的钢筋混凝土柱进行非线性有限元分析,研究不同炸药当量,爆炸距离,轴压比等对其抗爆性能的影响,提出一种新的简化模型,为今后进行加固提供了初步依据。     

塑性区沟槽对爆炸应力波屏蔽效应研究

 设置在爆破塑性区内的屏蔽沟槽对爆炸应力波具有一定的阻隔效应。为在实验室模拟研究地下爆炸塑性区沟槽对爆炸应力波的屏蔽作用,采用0.125 gTNT当量的微型炸药球作为爆炸源,在?1 370 mm×1 200 mm的黄土化爆试验平台上进行沟槽阻隔爆炸应力波的微药量化爆模拟试验。从理论及试验结果分析等方面研究沟槽深度H对爆炸应力波的屏蔽作用。结果表明：(1) 塑性区沟槽对爆炸应力波屏蔽效应的力学机制不同于弹性区沟槽;(2) 以粒子速度、位移幅值度量的屏蔽系数在沟槽屏蔽区域内存在极大值;(3) 塑性区沟槽对爆炸应力波有延迟效应;(4) 试验结果定性地验证沟槽屏蔽爆炸应力波的理论分析,两者结论一致。     

高性能混凝土结构抗火研究最新进展

对高性能混凝土抗火性能研究的最新成果进行了综述与分析 ,包括高温 (火灾 )对高性能混凝土强度和变形的影响以及高性能混凝土与普通混凝土在抗火性能上的差别等。重点对高性能混凝土在高温 (火灾 )下的爆裂现象和爆裂机理进行了评述 ,提出了改进高性能混凝土结构抗火性能的建议。     

Stochastic representation of blast load damage in a reinforced concrete building

In building engineering, deterministic analyses of system level disaster scenarios, including buildings subject to explosive loading, have been widely researched and as a result there are many sophisticated methods and algorithms for simulation of such events. Similarly structural reliability or “risk-based” analyses are also well developed and the computation of the probability of failure of a structural system is readily achievable. This paper combines the Monte Carloethod, used in many structural reliability algorithms, with a simplified but conservative progressive collapse structural model. This resulting algorithm is then used to generate a dataset representing the percentage damage a ten storey reinforced concrete building sustains when subject to an explosive load of a given magnitude located randomly in the ground floor car park. The progressive collapse structural model has a non-linear transient finite element method at its core. The explosive location, magnitude and duration, as well as the building imposed loading are all modelled as random variables. Using this preliminary model, a statistical analysis of the generated data provides evidence that the percentage damage in a concrete framed building due to an explosion is Weibull distributed.     

自密实混凝土结构抗火研究进展

对近年来自密实混凝土结构抗火研究进展作了总结,包括自密实混凝土高温材性试验和足尺自密实混凝土构件的抗火性能试验研究。从自密实混凝土高温下和高温后的力学性能、热工性能和应力-应变关系等方面入手,总结和分析了已有研究所取得的成果和尚存的一些问题。分析表明：高温下自密实混凝土质量和抗压强度损失严重,通过添加不同添加剂可使其得到改善。由于其密度高,在高温下自密实混凝土比普通混凝土更易发生高温爆裂,加入纤维可以有效抑制爆裂但会降低抗压强度。高温爆裂的抑制和抗压强度降低的平衡研究,自密实混凝土结构高温后损伤鉴定和修复加固,以及自密实混凝土加固结构的防火保护措施研究等是今后一段时间自密实混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

爆炸冲击波在双层地铁站内的传播规律研究

地铁站为地下封闭空间,发生爆炸往往会带来灾难性的后果,易成为恐怖爆炸袭击的重要目标。为研究地铁站爆炸冲击波传播规律,本文利用AUTODYN软件,对一典型两层两跨地铁站进行了数值模拟,给出了地铁站内部不同时刻的冲击波压力云图,得到了不同爆心距位置的压力时程曲线,研究了不同起爆层、侧墙、结构柱和楼梯对冲击波传播的影响,分析了冲击波超压峰值的衰减规律。计算结果表明,炸药在地铁站内爆炸,其冲击波传播明显异于自由空气中。在爆心距较小位置,有更多持续时间较短的峰值;在爆心距较大位置,压力时程曲线相对平缓。爆炸冲击波在站厅层和站台层的传播存在差异,且受到侧墙、结构柱、楼梯的影响。侧墙使近区冲击波超压明显增大,结构柱让柱间狭长区域的超压峰值出现上下小幅波动,楼梯的存在增强了迎爆面前方一段距离的超压,削弱了背爆面后方的超压。     

Reliability analysis of reinforced concrete slabs under explosive loading

Inherent in every material is the uncertainty of strength parameters, be it uncertainty in distribution type or distribution variables. In the case of structures subjected to explosive loading, the load itself is very much uncertain, as it is widely accepted that explosive experiment is difficult to predict. With these random effects associated with material, geometry and loading, it is necessary to incorporate them into the analysis in order to have a more realistic estimation of the structural response. This paper presents results from a parametric investigation of the reliability of reinforced concrete slabs under blast loading. Performance functions are set up based on displacement ductility and maximum strain limit-states for reliability estimation. Monte Carlo simulation is used to verify the adequacy of the SDOF representation of the structural slab.     

A damage mitigation measure for steel structures under blast loading

The number of explosive attacks on civilian buildings has recently increased and the pattern of damage inflicted on structures when an explosion takes place remains quite difficult to predict. This paper performs a 3-dimensional dynamic response and damage analysis on steel frame structure, subjected to blast loads created by explosive devices. In this study, advantages of using polymer cables as a means of damage mitigation are investigated. Results from this study shows that synthetic fiber ropes as bracing for steel structures reduce the horizontal displacements of structure caused by air blast pressure. The contribution of fiber ropes in structural stability is also presented.     

Reliability-based load factors for airblast and structural reliability of reinforced concrete columns for protective structures

Reliability-based design allows the decision-maker to select the level of reliability for a specific explosive blast loading scenario. Important to this is an understanding of airblast and resistance uncertainty. Reliability-based load factors are calculated and are dependent on the variability of model error, explosive mass and range. Reliability-based design load factors (RBDFs) are estimated for explosive ordnance, terrorism, weaponeering and other scenarios. The effect of RBDFs on structural reliabilities for reinforced concrete (RC) columns is then calculated where resistance and loading are random variables, and compared to target values. It was found, for realistic combinations of range and explosive mass variabilities, that RC columns designed to existing standards have a significant margin of safety with a probability of failure of 1?×?10^?3 to 1?×?10^?5. However, if there is large airblast variability, then the application of RBDFs is necessary to ensure that safety levels are acceptable according to international standards.     

某多层钢结构学生公寓结构设计

全面介绍某6层钢结构学生公寓的结构设计方法、结构体系选用、计算假定、节点构造、楼板设计,并对该工程进行了经济性分析。