爆炸荷载下RC框架结构连续性倒塌数值分析

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaozhenying
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爆炸产生的强烈冲击波作用在建筑物上,会使建筑物产生一定的振动,更严重的会使建筑物因个别关键构件的破坏而发生局部或整体的连续倒塌,进而造成严重的灾害。为了能够更接近实际的对 RC框架结构内部爆炸进行有效模拟,并得到受爆炸冲击后的建筑结构的破坏机理和连续倒塌机制,本文对结构内部发生爆炸的爆炸场进行了改进性模拟,确定了建立更加接近实际的动力非线性分析模型的步骤,以及综合性的对 RC框架结构在爆炸荷载作用下因关键结构构件失效后发生的连续性倒塌进行了模拟分析。主要研究工作和结论概述为以下几个方面:  (1)通过对国内外一些重要的爆炸冲击波参数公式进行对比分析,推导出了适合结构内部发生爆炸时的爆炸冲击波参数公式,进而确定了在结构内部发生爆炸时的爆炸冲击荷载模型,为本文爆炸分析工况的确定提供了依据。  (2)基于已有的框架结构关键柱破坏倒塌试验,应用 SAP2000软件进行模拟,并依据试验进行了非线性动力分析,将分析结果与试验结果进行比较,较为吻合。在模拟中确定了楼板的模拟方法、连续倒塌判定准则以及拆除构件法非线性动力分析的实现方式和步骤,并对非线性动力分析时构件失效时间的选取给出了建议。通过模拟时的楼板布置与否的结果对比,得出楼板的布置可有效提高结构抗连续性倒塌的能力。  (3)总结了一套详细的爆炸荷载作用下RC框架结构连续倒塌的分析方法,并经SAP2000软件模拟分析得出了在不同爆炸工况下框架结构的动力响应。主要通过对相关梁柱节点的位移、加速度时程曲线和结构塑性铰出现情况的研究,总结了框架结构在内部爆炸冲击荷载作用下的动力反应特性及规律,为工程设计提供一定的参考。研究表明,受爆炸荷载直接作用的构件的加速度响应及位移响应均大于间接受爆炸荷载作用的相邻构件,且差别较大,这说明了爆炸冲击波在结构内具有一定的传播性,以及爆炸荷载作用具有一定的局部性。结构在承受爆炸荷载作用后,相邻的节点的位移响应轨迹相似,说明框架结构在爆炸冲击荷载作用下的变形具有良好的协调性和一致性。
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