导　　师： 王宏伟

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 典型的重大爆炸事故造成了严重的人员伤亡及财产损失。爆炸作为一种特殊的灾害,一方面产生的碎片及巨大的冲击波会直接造成人员的伤亡,另一方面爆炸冲击波会导致建筑物损坏甚至倒塌,因此建筑结构的抗爆性能已成为结构设计的重要环节。钢管混凝土(CFST)柱具备良好的轴压承载性能、延性,抗爆性能优良,在防护工程中应用越来越多。对于结构在抗爆能力方面的研究分析,主要的内容在于两点,第一点是结构在受到爆炸作用后的位移、破坏模式等动力响应分析,第二点是作为结构框架的结构柱在受到爆炸作用后的损伤评估分析。针对上述问题,主要研究内容如下:(1)通过运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对课题组此前所完成的CFST柱爆炸试验进行分析,建立爆炸荷载下CFST柱爆炸全过程有限元模型。利用爆炸试验典型构件的位移时程曲线、超压时程曲线以及冲量时程曲线,对建立的有限元模型参数进行修正,结果表明误差均在合理的范围之类,该全过程数值模拟可有效地模拟爆炸试验的整个过程。(2)采用统计学方法得到各比例距离下具有90%保证率的爆炸冲量,并拟合得到关系曲线。基于爆炸冲量,采用等效单自由度(SDOF)法分别对方形、圆形CFST柱在爆炸荷载作用下的动态响应进行理论分析,计算得到CFST框架柱的柱中最大侧向挠度,通过将计算结果与课题组的爆炸试验结果进行对比来验证该理论分析方法的准确性,并基于参数分析结果给出了爆炸荷载下构件最小安全防护距离计算方法。结果表明:简化的理论分析方法可用于计算构件柱中最大挠度,且计算结果相较试验结果偏于安全。给定任意CFST柱的特征参数,运用理论分析与预测公式可计算得到柱构件在爆炸荷载作用下的柱中侧向挠度。参数分析的结果说明适当的增加柱的轴压比可以导致CFST柱刚度和强度的增

关 键 词： 爆炸 钢管混凝土柱 单自由度体系 有限元模拟 曲线 损伤评估

领　　域： []