爆炸荷载作用下配筋砌体结构的动力响应*
2012-12-12田玉滨张春巍
爆炸与冲击 2012年6期
关键词:变形
田玉滨,李 朝,张春巍
(哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨150090)
随着混凝土砌块配筋砌体剪力墙结构的应用,墙体平面内的受力问题受到了广泛关注。现行规范中对砌体结构平面内受力状态计算做了详细说明,在实际工程中一般只考虑砌体的平面内受力性能。砌体还可能承受如强风、洪水、爆炸冲击以及山体滑坡等引起的平面外荷载[1-2]。配筋砌块墙体中的竖向钢筋只能一孔一筋放置在芯柱里,导致竖向钢筋参与平面外抗弯的能力较差。配筋砌块墙体在平面外爆炸冲击荷载作用下的承载与变形能力的改善和竖向钢筋对承载力的贡献以及高跨比、砌体材料强度、墙体开洞、粘贴玻璃纤维复合材料等因素对墙体承载力和变形的影响是亟待研究的问题。
随着有限元技术的飞速发展,运用计算机进行数值模拟己经成为重要的研究手段,越来越广泛地应用于常规爆炸领域。本文中,通过数值模拟分析并预测配筋砌体墙的受力变形和破坏情况,为配筋砌体墙的抗爆减爆设计提供理论参考。
1 数值模拟基础
采用LS-DYNA流固耦合算法描述爆炸过程。对炸药及其他流体材料(如空气、水)采用Euler方法,对其他的固体结构采用Lagrange方法,然后通过流固耦合方式处理相互作用。计算中炸药采用MAT_HIGH_EXPLOS-IVE_BURN材料模型[2]和JWL状态方程,空气采用 MAT_NULL材料模型和线性多项式状态方程EOS_LINEAR_POLYNOMIAL,混凝土地面采用HJC模型,配筋砌体墙采用分离式,砌体和钢筋分别建模,钢筋采用的材料模型为 MAT_PLASTIC_KINEMAT-IC[3]。……
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