宋春明， 王明洋， 刘 斌

(1.解放军理工大学 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，南京 210007; 2.南京理工大学 机械工程学院，南京 210094)

除了材料性能和结构形式等影响因素外，边界约束的差异同样会直接影响到结构的抗爆动力响应及承载能力。例如钢筋混凝土结构的支座截面水平位移受到阻碍时，则会产生侧向推力，使结构内部出现“面力”，研究表明它极大地降低结构在塑性阶段的变形性并提高结构的极限承载力，这种现象被称为“面力效应”或者“薄膜效应”[1-2]。另外，柔性支承(软土)上构件的挠度要比固定支承上相同构件的挠度值低20%甚至更多，说明不考虑边界约束影响的计算理论已不再适用，需建立新的计算方法。另一方面分析并主动调节支承约束装置，在提高防护结构的抗爆能力和发展有效的防护技术方面都具有重要的应用价值[3-4]。

在静力荷载作用下，对边界约束提高钢筋混凝土构件的极限承载力已有较好的理论及试验研究[5-7]，在动力荷载作用下，边界约束对结构动力响应的研究主要集中在数值方法和试验研究[8-9]，仍缺少直接描述边界效应的理论计算公式。

文中建立了复杂约束条件下抗爆梁在弹性阶段和塑性阶段的理论解析方法，并分析了竖向弹性与阻尼约束、水平约束和抗弯约束对梁动力响应的影响，表明可以有效利用柔性边界提高结构承载能力和降低变形性。

1 计算模型

图1为一细长直梁，两端具有柔性约束边界条件，梁受承受爆炸荷载p(x,t)作用，表达式为p=p0(1-t/td)，其中td为作用时间。……