基于分离式共结点模型的钢筋混凝土结构爆破拆除数值模拟*

2011-06-21余德运陈大勇杨忠华

爆炸与冲击 2011年4期

余德运，杨军，陈大勇，杨忠华

（北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081）

对钢筋混凝土结构拆除爆破问题采用动力有限元方法［1-5］进行模拟，计算模型可按照钢筋和混凝土的不同材料性能和相互关系分为整体式、组合式和分离式。整体式模型将钢筋混凝土看作一个整体，考虑2种材料对单元刚度矩阵的贡献，把钢筋等效到混凝土单元中，按照单一材料计算单元刚度矩阵，不分别计算混凝土单元刚度矩阵KC和钢筋单元刚度矩阵KS。组合式模型包含钢筋、混凝土2种材料，假定钢筋和混凝土两者之间的相互黏结很好，没有相对滑移，在单元分析时，把钢筋和混凝土包含在一个单元中，组合成一个复合的单元刚度矩阵K=eKC+eKS。分离式模型是把钢筋和混凝土分开考虑，对钢筋和混凝土2种材料采用不同的单元分别建立有限元模型，分别计算混凝土单元刚度矩阵KC、钢筋单元刚度矩阵KS，然后统一集成到整体刚度矩阵K中。分离式模型又分为界面单元式和共节点式［5］。以上模型中，分离式共结点模型更能客观地反映钢筋混凝土结构中钢筋单元与混凝土单元之间的关系。