爆炸荷载作用下粘贴Polymer Sheet膜材砌体墙防护性能研究

以混凝土砌体墙爆炸试验为基础,借助LS-DYNA软件,分析混凝土砌体墙在爆炸荷载作用下的破坏机理及Polymer Sheet膜材加固后的防护性能。研究结果表明：爆炸荷载作用下,墙体背爆面跨中位置、迎爆面上下端部为危险截面,最易破坏;爆炸荷载的峰值压力不超过0.385MPa时,砌块之间脱离和飞溅较少,可不进行防护;当峰值压力大于0.385MPa时,随峰值压力增大,破坏部位脱离的砌块数量增多,飞溅速度加快,对建筑物内部人员及设施威胁增大,必须进行防护加固;峰值压力不超过0.95MPa时,膜材能够很大程度上发挥防护作用,阻挡散落砌块的抛射;当峰值压力大于0.95MPa时,膜材自身在锚固处断裂,墙体与断裂的防护膜以整体形式向建筑内部抛射,建议此时采用索膜防护体系,以提高防护效果;最后给出了Polymer Sheet膜材加固的砌体墙安全防护距离,以供设计参考。     

近距离爆炸下ECC涂层加固砌体填充墙抗爆性能研究EI北大核心CSCD

工程水泥基复合材料(engineered cementitious composite, ECC)是一种韧性强、抗拉能力突出、吸能效果显著的新型水泥基复合材料,具有良好的动态力学性能和冲击承载能力,在爆炸冲击防护领域具有较高的开发价值。为探究ECC抗爆加固性能,开展了6组砌体填充墙近距离爆炸试验,得到了多种工况下墙体损伤形态。结果表明,ECC涂层大幅提升了墙体的爆炸防护能力,有效抑制了墙体形变及损伤,避免了震塌碎块的产生及飞溅,具有良好的抗爆加固性能。通过对比墙体在不同涂覆方式、炸药量和涂层厚度条件下的损伤差异,分析了ECC涂层加固机理,并发现背爆面单面加固比双面加固更具效益比。在自定义ECC模型基础上,建立了分离式砌体墙有限元模型,并验证了材料模型和计算方法的可行性。通过模拟爆炸试验发现,在达到某一阈值前,增大涂层厚度及黏结强度,对提升ECC涂层抗爆加固效果作用明显。     

结构内爆炸荷载作用下钢筋钢纤维混凝土抗爆墙设计探讨

基于内爆炸原理,分析了结构内爆炸荷载的组成,提出了内爆炸荷载作用下抗爆墙的解析计算方法,对钢筋混凝土抗爆墙设计进行优化;提出将钢纤维应用于抗爆墙设计,并结合实例对钢筋混凝土与钢筋钢纤维混凝土抗爆墙进行计算对比。结果表明:准静态气体压力使结构内抗爆隔墙所受荷载比建筑外抗爆墙高出25%以上;在相同距离、相同爆炸当量条件下,钢筋钢纤维混凝土比普通钢筋混凝土抗爆墙厚度减少11%。     

近场爆炸作用下钢箱梁抗爆性能研究

为研究钢箱梁的抗爆性能,基于ALE多物质流固耦合理论,采用LS-DYNA软件开展近场爆炸作用下钢箱梁的数值模拟,根据钢板爆炸试验验证了模拟方法的准确性,开展钢箱梁损伤及压力场分析,进一步就不同炸药当量、不同钢板厚度及不同加劲肋布置展开参数化分析。研究结果表明:爆炸荷载作用下钢箱梁的破坏形式主要可分为塑性变形和破裂开口两种;爆炸冲击波破坏顶板后在翼板处狭小的空间内,封闭效应显著,箱梁内部超压峰值最大发生在顶板最靠近爆点的加劲肋处;结合抗爆性能、经济性和桥面铺装推荐2 cm为钢箱梁顶板最优厚度;加劲肋与顶板可看作一个熔断体系,利用加劲肋和顶板相对刚度的差别,可以将破损区域限制在两加劲肋之间。     

气云爆炸条件下消防炮的抗爆性能研究

以换流变压器站变压器燃爆防控及消防应用为背景,针对变压器在失控条件下可能发生的燃爆事故,通过设计模拟试验,完成变压器燃爆事故的模拟。进而对现有消防设备消防炮的功能可靠性和抗爆性能进行验证。结果发现,在高温、高压的气云爆炸火球范围内,消防炮的抗爆性能无法满足实际需要,在变压器爆炸后存在功能损失的情况。发现了消防炮自身的抗爆薄弱环节,提出了消防炮抗爆设计及安装改进建议。可为换流变压器站的抗爆型消防炮设计提供基础数据参考。     

影响砌体墙——钢筋混凝土墙组合结构抗震性能的因素

从影响组合结构性能的因素来看,砼墙的数量不仅影响组合结构的经济性能还影响抗震性能,所以,对组合结构来讲,砼墙的合理数量尤为重要,本文基于砌体墙—钢筋混凝土墙组合结构协同工作性能与框架一抗震墙结构具有类似的特征,论述了影响砌体墙—钢筋混凝土墙组合结构抗震性能的因素,并对组合结构中混凝土墙的合理布置、合理数量进行了归纳总结。     

聚丙烯纤维混凝土接触爆炸破坏效应的试验和数值分析

为研究聚丙烯纤维混凝土在接触爆炸条件下的破坏形态,进行有限厚度钢筋混凝土板和聚丙烯纤维混凝土板的接触爆炸试验.采用LS-DYNA中LOAD-BLAST方法,对聚丙烯纤维混凝土的动态破坏过程进行数值模拟,分析和对比聚丙烯纤维混凝土和钢筋混凝土接触爆炸条件下破坏效应的异同,确定出聚丙烯纤维混凝土的抗爆性能系数.研究表明,LOAD-BLAST方法简单高效,数值模拟和现场试验非常吻合,聚丙烯纤维混凝土抗接触爆炸性能良好.     

钢筋混凝土隔离墙抗爆性能数值模拟研究

为了研究钢筋混凝土隔离墙在爆炸荷载作用下的动态响应和抗爆性能,采用LS-DYNA有限元软件建立9 m跨度隔离墙结构简化模型,模拟了不同药量和爆炸距离下隔离墙的动态响应。将模拟结果与经验超压公式计算结果和已有试验结果对比,验证了爆炸荷载和材料参数选取的合理性,分析了结构的破坏过程、冲击波作用规律、墙面荷载分布规律和结构变形情况。结果表明:建立的数值模拟可以较好地模拟爆炸冲击波与结构的相互作用;墙面冲击波压力衰减速率与药量和爆炸距离密切相关,墙面压力衰减幅度可达97.8%。在相同药量时,随着爆炸距离增加,墙体底部压力减小,顶部冲量增加;墙体结构由小变形转变为结构整体的较大变形;比例距离小于0.376■时,墙体底部容易发生剪切破坏。模拟结果可以为抗爆隔离墙的设计提供依据。     

钢纤维水泥砂浆加固砌体墙的平面外受力性能

用钢纤维混凝土加固修复工程结构是一种提高其极限承载力和延性的有效方法。该文研究了钢纤维水泥砂浆加固砌体墙的平面外受力性能,试验了4个1000mm×1000mm×115mm的砌体墙,采用30mm厚、纤维体积含量分别为1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的钢纤维水泥砂浆加固。试验结果表明:用体积含量为1.5%的钢纤维水泥砂浆加固效果最好;同时该文数值模拟了钢纤维水泥沙浆加固砌体墙的平面外极限承载力,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

快速拼装式防爆墙消波性能数值模拟研究

为研究快速拼装式防爆墙墙后超压分布规律及影响因素,基于2D映射3D网格建模技术,采用AUTODYN有限元软件分别对TNT当量为6.82 kg,爆高1 m、爆距3 m、墙厚0.5 m,墙体高度为1.5 m、2 m、2.5 m的计算模型和比例爆距分别1.58 m/kg~(1/3)、1.28 m/kg~(1/3)、1.05 m/kg~(1/3)的计算模型以及比例爆距为1.05 m/kg~(1/3),爆高1 m、墙高2 m、墙厚0.5 m,爆距为2 m、3 m、4 m的计算模型进行了模拟,分析了墙体高度、比例爆距和炸药位置对墙后超压分布的影响。结果表明:墙体高度增加将显著增强防爆墙消波性能,墙体高度在1.5~2.5 m范围内变化时,墙后消波系数变化较大;随着比例爆距的减小,墙后较远处消波系数有所增大;随着测点高度和爆高增大,测点处受到的防爆墙保护效应将减小。综合考虑以上因素对墙后测点超压的影响,拟合出了计算墙后超压大小的公式,计算结果与数值模拟结果能较好的吻合。     

爆炸荷载作用下金属板塑性变形范围的近似计算

为确定金属板在爆炸荷载作用下的塑性区范围,根据爆炸产物膨胀理论,结合金属板的材料性能,推导了一定形状装药与金属板接触爆炸的塑性区域公式。通过化爆试验实测了板的塑性变形范围。比较计算结果与试验结果表明,理论得到的板塑性区范围与试验结果较吻合。     

厚壁砖烟囱定向窗的爆破施工方法研究

砖烟囱拆除爆破环境比较复杂,必须保证砖烟囱准确定向倾倒。为此利用全站仪在砖烟囱外壁对定向窗及爆破切口进行测量放样,采用预留保护层、控制爆破和机械施工相结合方法,利用空孔在爆破中的导向及光面作用,高效精确地开凿定向窗。经过40多座烟囱爆破拆除实际应用,与传统方法比较,降低了劳动强度,施工时间可节省一半以上,砖烟囱倾倒方向偏差可控制在1度以内,对类似工程有较好的参考价值。     

水平低周反复荷载作用下棉花秸秆草砖填充墙对框架结构抗震性能的影响

本文分别对按1/2比例制作的1榀内填棉花秸秆草砖的框架结构墙体和1榀纯混凝土框架进行水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验,研究棉花秸秆草砖填充墙对框架结构的承载能力、刚度、延性、耗能等抗震性能的影响,试验结果表明棉花秸秆草砖与外框的黏结性能能减缓墙体的破坏速度,两者黏结性能破坏时,草砖也未退出工作仍能与外框共同抵抗外力作用;草砖的弹性模量小,因此墙体的滞回曲线比纯框架墙体"捏拢"现象更明显;草砖能增强框架结构的延性和耗能性能并有效提高墙体刚度。     

链枷式排爆装置抗爆性能的仿真与试验研究

为了探究链枷式排爆装置的抗爆性能是否满足作业需求,以ANSYS软件为技术平台,建立了该排爆装置抗爆性能的仿真计算模型。依托该模型,对不同TNT当量、不同爆炸位置等多种工况下排爆装置的抗爆性能进行了分析,得到其结构变形量和速度特性。同时,搭建了链枷式排爆装置的抗爆性能试验台架,通过台架试验验证了仿真模型的可信性,为排爆装置抗爆性能分析评价与结构优化设计提供参考。     

RPC力学参数及抗接触爆炸性能试验

为了得到新型材料钢纤维RPC遮弹板的力学参数及接触爆炸性能参数,测试了5%纤维含量的试件的抗压强度、抗剪强度及断裂韧度,得到了多组试验数据.并对钢纤维RPC抗接触爆炸性能进行了初步的模型试验研究,根据试验数据及理论研究得到了它的爆炸压缩半径系数.通过两类试验表明,所采用的钢纤维RPC度件具有很高的强度与断裂韧度,其抗接触爆炸能力是普通混凝土的3倍左右.     

冲击载荷下泡沫铜-聚氨酯的缓冲性能

目的通过冲弯实验,测定泡沫铜-聚氨酯复合材料结构在动载荷作用下的缓冲吸能性能,对比研究该复合材料结构抗高冲击、高过载的性能差异。方法向泡沫铜试件中填充不同体积分数的聚氨酯,按照《金属常温冲击韧性实验法》在夏比冲击试验机上进行冲弯试验,测定试样的吸收功值,从而对比探究该种复合材料的力学性能。结果聚氨酯在试样中所占体积分数为50%时其能量均值相对最大,此时材料韧性较好,且材料抵抗冲击载荷能力较强。结论将聚氨酯填充到开孔泡沫铜材料中可构成一种性能优良的抗冲击吸能结构,其性能优于泡沫铜和聚氨酯单体,在抗高冲击、高过载的军工产业和民用产业中具有广阔的应用前景。     

空调建筑复合墙体热工性能的计算分析

本文首先对夏热冬暖地区空调建筑复合墙体的研究及应用情况进行了调查分析,然后对该地区常用的外墙主材与保温材料EPS板和XPS板进行复合计算,得出了这些复合墙体的热工性能参数,并结合《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的墙体热工要求,对其进行了节能性分析。     

空调建筑复合墙体的能耗模拟分析

本文通过对夏热冬暖地区的广州地区居住建筑的能耗模拟计算,分析了该地区居住建筑的热工性能及建筑能耗状况,并研究了通过增加外墙节能措施对建筑节能的贡献率。模拟计算结果表明,对于EPS板外墙构筑的建筑,空调供冷时,建筑的整体负荷减少率为17．91％,建筑的总体负荷减少率为19．96％。