郭晋欣，张金香，崔永林，王天新

（1.山东省交通规划设计院有限公司，山东 济南 250031；2.齐鲁高速公路股份有限公司，山东 济南 250101）

引言

近年来国内、外恐怖袭击事件频繁发生，给国家发展和人民的生命财产造成了巨大的损失。在各种突发性强烈爆炸荷载作用下如何有效防护各类结构构件免遭破坏甚至倒塌，并将可能发生的生命和财产损失降至最低，己经成为摆在我们面前亟待解决的一项重要而现实的课题[1]。为此，国内外专家、学者在这方面做出了一些研究，文献[2-3]分析了在爆炸冲击荷载作用下钢材的本构关系和动力性能；文献[4]主要研究平板网架结构在不同支撑柱的布置形式的情况下，受到室外爆炸荷载作用时的动态响应和破坏倒塌模式。

1 本构模型

在收费雨棚模拟过程中，采用ANSYS/LS-DYNA材料模型库中与应变率有关的随动塑性材料模型，应变率按照Cowper-Symonds（简称C-S模型）考虑，屈服应力：

式中：σ0—初始屈服应力，Pa；ε—应变率；C、P—C-S模型应变率参数，取C=40 s-1，P=5[7]； —有效塑性应变；Ep—塑性硬化模量，由计算确定：

选用钢材基本参数见表1。

表1 钢材材料参数

2 爆炸荷载作用下收费雨棚的动力响应和破坏模式

2.1 计算模型

济南某收费站收费雨棚整个结构上部采用管桁架，下部采用圆管柱支撑，见图1。因结构为左右完全对称结构，本节取与雨棚柱相连的半榀管桁架作为几何模型。单榀管桁架模型为四边形桁架，榀桁架宽1.2 m，高1.2 m，每榀桁架总长82.6 m。桁架是由两根上弦（D159×8）和两根下弦（D159×8）以及与上下弦杆件相贯的腹杆（D83×4、D114×5）连接组成的平行四边形的空间桁架，又由四根圆管支撑（D273×16）与雨棚柱（D660×16）连接在一起，雨棚所用管件材质均为Q235。……