杨涛春, 李国强, 陈素文

(1.济南大学 土木建筑学院, 山东 济南 250022； 2. 同济大学 a. 土木工程学院, b. 土木工程防灾国家重点实验室, 上海 200092)

钢柱抗爆计算方法是对轴力及侧向爆炸作用下的钢柱进行动力响应分析，求解柱中内力随时间的变化关系及柱子的变形曲线，从而得到钢柱损伤破坏对框架的影响过程。

在爆炸作用下，有关梁的抗爆研究已比较成熟：在弹性阶段，可直接根据高等动力学理论得到梁响应的解析解；在塑性阶段，可通过假定合理的梁变形机构，引入塑性铰，简化得到梁的最大变形响应值；在爆炸荷载下，针对钢筋混凝土构件的弯曲和剪切破坏，Krauthammer等[1-2]提出基于等效单自由度的简化分析模型，从而将梁的最大响应值求解方法进一步简化。

与梁的响应形式不同，在爆炸荷载作用下，钢柱中存在较大轴力，可引起沿柱子轴向伸缩变形，同时，柱的轴力和侧移也会导致二阶效应，使柱子产生更大变形。对于梁柱构件的大变形理论，在侧向荷载作用下，主要应用在悬臂梁、薄梁体系的弹、塑性分析中，当同时考虑侧向及轴向荷载作用时，该理论在钢柱的稳定、抗火和抗爆理论研究中应用较多。

在爆炸荷载下，钢柱将呈现大变形特征，同时材料塑性变形、应变率和强化效应等使得钢柱响应呈现较强的几何非线性和材料非线性特性，因此，可通过数值方法对柱子进行分析求解。梁柱的数值分析方法有2种，一是采用单元节点的轴向变形和挠度变形作为未知量，二是采用单元变形后的弧线长度和截面转角作为未知量[3-5]，其共同点都是将梁柱长度及截面划分成若干单元来进行分析。……