爆炸荷载作用下地下锚喷支护结构动力响应数值分析

为了研究常规钻地炸弹在岩石中爆炸时对地下支护结构的影响,应用LS-DYNA有限元程序分析了地下防护工程锚喷支护结构在爆炸荷载作用下的动力响应.模型中考虑了锚杆对岩石的锚固作用,其中混凝土采用H-J-C模型,并考虑了应变率效应.与国内外经验公式的计算结果比较表明,该分析模型与方法是合理的,能据此进行爆炸荷载作用下地下结构的动力可靠性分析.     

火灾下钢筋混凝土构件的数值模拟

利用大型通用有限元程序ABAQUS对火灾下钢筋混凝土构件的热响应和力学响应进行了数值模拟。在热响应分析中,通过设定混凝土在100℃时的潜能,间接考虑了含水量的影响;在力学响应分析中,采用非线性显式分析,解决了隐式分析中混凝土开裂的数值收敛困难,并用质量缩放的方法提高计算效率。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式

在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土构件和结构的动力响应较之地震荷载和静态荷载作用下要复杂得多。运用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了典型钢筋混凝土柱的三维有限元模型,该模型对钢筋混凝土采用分离式建模,并且考虑了材料的应变率效应和钢筋与混凝土间的粘结滑移。在该有限元模型的基础上,通过对爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱动态响应的数值模拟,研究了钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下可能的破坏模式及其规律。同时,运用参数化分析方法,研究了截面惯性矩、混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率和配箍率等参数对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应的影响,在数值模拟结果的基础上,分析提出了钢筋混凝土柱抗爆设计时应当注意的问题。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土柱的破坏模式不仅和自身的特性有关,还取决于爆炸荷载的类型。提高柱截面惯性矩和混凝土轴心抗压强度,能够显著降低钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的柱中水平位移,从而提高其抗爆性能。增加配箍     

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。     

爆炸荷载下岩石损伤的数值模拟研究

基于所建立的岩石动态损伤模型,对沟槽深孔微差爆破进行了数值模拟。计算结果较好地反映了爆炸荷载作用下岩石的损伤演化规律,客观地再现了爆破破岩的物理过程。     

爆炸荷载作用桥梁动力响应及损伤的数值模拟

采用大型通用有限元软件Ansys建立桥梁和炸药模型,使用LS-DYNA 3D模拟了不同爆炸距离和不同炸药量下桥梁的动态响应。获取关键部位节点的位移响应和Von-Mises等效应力时程曲线,并且模拟桥梁的局部损坏以及全桥的坍塌过程。引入Tuler-Butcher损伤模型,通过计算得出特定单元的损伤积累曲线。本文的研究方法和计算结果可为桥梁的状态评测和安全性监控提供重要的参考依据。     

近爆荷载作用下钢筋混凝土板的损伤分析

对于重要建筑结构的抗爆性能评估,通常需要用合适的计算方法进行直接的数值模拟。为研究钢筋混凝土板的抗爆能力,本文采用AUTO-DYN软件对钢筋混凝土板进行了数值模拟。研究结果表明:采用流固耦合数值模拟方法较合理地展现了钢筋混凝土板的开裂过程;在2 kg炸药爆炸荷载作用下,钢筋混凝土板将发生震塌破坏,危害结构内人员的安全。     

爆炸荷载作用下夹芯板的动力响应研究

为了得到夹芯板在爆炸荷载下的动力响应,采用试验、能量法和有限元分析方法对其进行研究.首先,介绍一种可用于夹芯板抗爆性能研究的试验系统装置及其试验结果;其次,将夹芯板的变形过程分为3个阶段,假定夹芯板通过芯材的压缩变形、面板的拉伸和弯曲消耗爆炸荷载作用到夹芯板上的能量,通过能量平衡方程得到夹芯板的变形量;最后,采用有限元...     

二次爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁动力响应分析

将化爆荷载等切线简化为突加三角形动载,运用动力有限元程序计算三种典型跨长钢筋混凝土适筋梁在二次动载冲击下的破坏形态和动力响应,重点分析对比前后两次荷载作用下梁构件跨中正截面钢筋和混凝土应力应变的变化特征。结果表明,梁在二次突加动载作用下的破坏包含整体弯曲破坏和局部剪切破坏,钢筋和混凝土的二次残余应变增大幅度远高于残余应力的提高。构件越长,挠度峰值相对越大,但对钢筋和混凝土应力峰值影响不大。通过等效一次动载与二次动载的响应,给出了三种典型跨长钢筋混凝土梁二次动载的设计提高系数供设计参考。     

层布式钢纤维混凝土梁荷载-挠度曲线数值模拟

采用有限元软件ABAQUS对层布式钢纤维混凝土梁三点受弯情况下荷载-挠度关系进行了数值模拟,计算结果与相关试验结果符合良好.数值试验结果表明,层布式钢纤维对混凝七梁的弹性阶段受力没有显著的影响,但可以明显提高混凝土梁的极限承载力.层布式钢纤维混凝土梁弯曲破坏模式明显区别干素混凝土梁,表现出明显的延性破坏特征.     

爆炸荷载对建筑结构作用的研究与发展状况

介绍了爆炸荷载对建筑结构作用的研究与发展状况，分析了结构构件和节点的抗爆性能，并对结构连续倒塌的研究进行了总结，为今后爆炸荷载的研究提供了理论依据。     

冲击载荷作用下钢筋混凝土结构动力响应仿真及损伤机理

为了进一步考察钢筋混凝土在受到荷载冲击时的动态响应结果,以期为今后工程钢筋混凝土应用提供指导,借助于专业有限元分析软件,采用仿真模型进行研究,在改变冲击荷载能量(钢球速度和质量)以及钢筋混凝土性能参数(抗压强度和配筋率)条件下,考察钢筋混凝土柱的柱中水平位移。结果显示,钢筋混凝土受到不同载荷冲击时,柱中水平位移不同,并且配筋率和轴心抗压强度对会影响水平位移。结论:为了提高钢筋混凝土,可以适当提高混凝土抗压能力,但不宜超过50 MPa,配筋率为0.019时比较经济,并且要结合工程实际情况来优化。     

火灾下钢筋混凝土结构三维温度场的数值模拟

研究受火钢筋混凝土构件内部温度场随时间的变化对于分析高温下建筑结构强度、形变的变化规律以及建筑结构的抗火性能是至关重要的.基于三维非稳态导热微分方程,用控制容积法建立了火灾环境下钢筋混凝土三维非稳态温度场的离散格式.计算了火灾环境下一钢筋混凝土楼板的三维非稳态温度场,其结果与文献报道的试验数据基本一致.还计算了一个由楼板、梁、柱和砖墙构成的钢筋混凝土整体结构在火灾中5 h的温度场.计算表明,各受火面在三维方向上的温度分布不是均匀的,火灾下建筑整体结构的温度场计算是一个三维问题;受火表面温度受到内部钢筋的影响而呈现波浪形分布;楼板和柱子的钢筋耐火极限应该同时被考虑.     

火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场数值模拟

为了研究配筋率、升温曲线、多面受火、传热系数等因素对钢筋混凝土剪力墙温度场的影响,利用COMSOL多物理场建模与仿真软件对火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场进行模拟,并得到不同因素变化条件下的剪力墙的温度场分布规律,模拟结果与试验结果符合良好.对温度场模拟中各参数对温度场的影响进行了讨论,结果表明:受火时间越长,钢筋混凝土剪...     

撞击荷载下带吸能装置的钢筋混凝土桥墩动力响应研究

对带吸能装置的钢筋混凝土桥墩进行了落锤撞击荷载动力响应分析。根据伯努利-欧拉理论求解其振型,利用拉格朗日方程和落锤运动方程推导其弹性阶段的动力响应和吸能装置的位移时程表达式,从而求得桥墩的动内力。然后,将计算结果与承受轴力的侧向落锤撞击荷载试验结果进行对比,两者符合较好。这表明,本算法用来求解撞击荷载作用下带吸能装置的钢筋混凝土桥墩其弹性阶段的动力响应是可行的,因而具有一定工程应用价值。     

钢纤维混凝土抗爆炸数值模拟

在野外爆炸试验的基础上，采用ANSYS／LS—DYNA软件，对钢纤维混凝土（SFRC）抗爆炸性能进行数值模拟。结果表明：迎爆面爆压峰值高达10GPa左右，距起爆点5cm、15cm爆压力分别衰减了约60％、80％，在等距离范围内，普通混凝土板的爆压力衰减幅度与SFRC板基本一致；同装药量时SFRC板爆坑大小与普通混凝土板差不多。但前者层裂区直径与深度均较大程度小于后者。数值模拟结果与实测结果比较接近．反映了SFRC板和普通混凝土板在爆炸作用下的受力与破坏特征。     

底部框剪配筋砌块砌体房屋弹塑性地震反应的数值模拟

在总结底部框剪砖房和配筋砌块砌体的抗震性能研究成果的基础上,对底部框剪上部配筋砌块砌体结构的抗震特性进行了初步研究。采用层间剪切模型和三折线骨架曲线恢复力模型,分别按6、7、8度区的多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,输入ElCentro地震波,模拟此类房屋的线性和非线性地震反应。通过分析加速度和位移地震反应,恢复力和层间位移角的变化,考察了该结构的抗震性能和抗震能力。结果表明:底部两层框剪上部六层配筋砌块砌体结构(高25.5m)可用于8度地震区,这种结构的底部框剪层是薄弱部位;应提高框剪层的水平地震剪力设计值,增强延性设计,提高抗倒塌能力。     

三角形分布荷载下钢筋混凝土无腹筋梁受剪性能研究

在试验基础上,分析了三角形分布荷载下钢筋混凝土无腹筋梁抗剪机理,指出斜截面受剪承载力由斜裂缝末端剪力决定,并提出了建议计算方法。     

对国外混凝土预制构件试验研究工作的思考

简要叙述了国外混凝土预制构件的发展情况,重点介绍了几个典型预测混凝土构件试验研究的实例,建议我国混凝土行业应加强试验研究工作。