张秀华 高珊 吴建

摘 要：利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，采用流固耦合的计算方法，对压型钢板组合楼板在近爆炸荷载作用下进行了不同工况的数值模拟，得出其受力形态，分析其动力响应及破坏过程，找出影响楼板动力响应的主要因素。数值分析结果表明：适当增加混凝土厚度和提高压型钢板强度，可以显著降低组合楼板的跨中最大位移，提高组合楼板的延性和抗爆性能；组合楼板中钢筋间距的变化，对组合楼板抗爆性能影响较小。

关键词：爆炸荷载；组合楼板；动力响应；影响因素；数值分析

中图分类号：TU398.9

文献标志码：A文章编号：1674-4764（2016）05-0050-09

Abstract：Explicit dynamic finite element program ANSYS/LS-DYNA is adopted. According to the method of fluid-structure interaction， profiled steel-concrete composite slab is simulated under near explosion in different conditions. And the stress form， the dynamic responses and failure process were analysed. Numerical analysis results show that the largest displacement of composite floor slab can be significantly reduced with increasing the thickness of the concrete and improve the strength of the steel plate. The ductility and anti-explosion performance of composite floor slab can be improved. The anti-explosion performance of composite floor slab has less effect by changing reinforced spacing. The reference and basis can be provided for antiknock design of profiled steel-concrete composite slab.

Keywords：blast load； composite slab； dynamic response； influencing factors； numerical analysis

近年来意外爆炸事件时常发生，人们逐渐了解了一些发生在身边和生活中的爆炸现象，如煤气爆炸、化学品爆炸、恐怖袭击爆炸等。2015年8月的天津塘沽大爆炸事故产生了重大影响，引起了人们的重视和警惕。爆炸荷载和静力荷载不同，属于动力问题[1]，且爆炸荷载具有速度快、偶然性大、作用时间短、冲击性强等特性，动力响应复杂，发生时间一般都不可预测。目前，建筑结构的防爆抗爆性能已经成为人们研究的热点。研究人员近年来对建筑结构及构件在爆炸荷载作用下的响应等性能及方法进行了大量的研究，取得了很多成果。Karagiozova等[2]研究了方形截面空心梁受横向冲击荷载的作用规律。Thiagarajan等[3]选择不同的材料，通过实验和数值模拟研究爆炸荷载作用下的混凝土楼板，得出此情况下高强材料的优缺点、适用性以及结构破坏的裂纹扩展情况。……