为综合评估战后建筑结构的毁伤等级,针对爆炸作用下典型地面建筑,即含填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构,提出了损伤破坏和倒塌的高精度数值仿真分析方法,并通过RC结构爆炸试验、倒塌事故和砌体墙爆炸试验进行了充分验...为综合评估战后建筑结构的毁伤等级,针对爆炸作用下典型地面建筑,即含填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构,提出了损伤破坏和倒塌的高精度数值仿真分析方法,并通过RC结构爆炸试验、倒塌事故和砌体墙爆炸试验进行了充分验证;开展了典型3层原型RC框架结构在不同爆炸当量(25~200 kg TNT)下的内爆炸数值仿真,定量分析了爆炸冲击波在建筑结构内部的传播、结构损伤破坏和墙体飞散等。爆炸作用下建筑结构的高效毁伤评估流程为:结合镜像爆源和非线性叠加原理确定内爆炸荷载,基于等效单自由度方法评估梁、板、柱及墙体构件的毁伤等级,引入构件重要性系数加权确定房间毁伤等级,考虑房间功能及位置重要性评估整体结构的毁伤等级。高精度数值仿真分析与毁伤评估方法计算的典型RC框架结构的整体毁伤等级一致,即在25、100和200 kg TNT爆炸下RC结构分别呈现轻度、中度和重度毁伤,毁伤评估方法可缩短99%以上的计算耗时,兼具可靠性与时效性。展开更多
传统数值方法模拟建筑结构在爆炸荷载作用下的结构响应和连续倒塌时,具有计算模型复杂、计算量大的特点,实际应用价值不大。基于将爆炸荷载作用下结构响应分析分两步进行的数值模拟方法,利用非线性显式动力分析软件AUTODYN的Remap技术...传统数值方法模拟建筑结构在爆炸荷载作用下的结构响应和连续倒塌时,具有计算模型复杂、计算量大的特点,实际应用价值不大。基于将爆炸荷载作用下结构响应分析分两步进行的数值模拟方法,利用非线性显式动力分析软件AUTODYN的Remap技术模拟爆炸波在空气中的传播过程,利用压强测点记录结构构件表面的爆炸压强时程曲线;建立结构精细化有限元模型,并将上一步记录的爆炸压强时程曲线施加于结构构件,利用LS-DYNA显式求解器分析结构在爆炸荷载作用下的动态响应和倒塌过程。将该方法应用于某钢框架结构在爆炸荷载作用下的动态响应和连续倒塌分析。结果表明:钢框架结构具有较好的抗爆性能,在发生1 000 kg TNT当量及以下规模的室外爆炸时,主体结构能够保证安全;在发生1 500 kg TNT当量及以上大规模爆炸时,发生次梁塌落等局部破坏,亦可能发生结构连续倒塌。展开更多
文摘为综合评估战后建筑结构的毁伤等级,针对爆炸作用下典型地面建筑,即含填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构,提出了损伤破坏和倒塌的高精度数值仿真分析方法,并通过RC结构爆炸试验、倒塌事故和砌体墙爆炸试验进行了充分验证;开展了典型3层原型RC框架结构在不同爆炸当量(25~200 kg TNT)下的内爆炸数值仿真,定量分析了爆炸冲击波在建筑结构内部的传播、结构损伤破坏和墙体飞散等。爆炸作用下建筑结构的高效毁伤评估流程为:结合镜像爆源和非线性叠加原理确定内爆炸荷载,基于等效单自由度方法评估梁、板、柱及墙体构件的毁伤等级,引入构件重要性系数加权确定房间毁伤等级,考虑房间功能及位置重要性评估整体结构的毁伤等级。高精度数值仿真分析与毁伤评估方法计算的典型RC框架结构的整体毁伤等级一致,即在25、100和200 kg TNT爆炸下RC结构分别呈现轻度、中度和重度毁伤,毁伤评估方法可缩短99%以上的计算耗时,兼具可靠性与时效性。
文摘传统数值方法模拟建筑结构在爆炸荷载作用下的结构响应和连续倒塌时,具有计算模型复杂、计算量大的特点,实际应用价值不大。基于将爆炸荷载作用下结构响应分析分两步进行的数值模拟方法,利用非线性显式动力分析软件AUTODYN的Remap技术模拟爆炸波在空气中的传播过程,利用压强测点记录结构构件表面的爆炸压强时程曲线;建立结构精细化有限元模型,并将上一步记录的爆炸压强时程曲线施加于结构构件,利用LS-DYNA显式求解器分析结构在爆炸荷载作用下的动态响应和倒塌过程。将该方法应用于某钢框架结构在爆炸荷载作用下的动态响应和连续倒塌分析。结果表明:钢框架结构具有较好的抗爆性能,在发生1 000 kg TNT当量及以下规模的室外爆炸时,主体结构能够保证安全;在发生1 500 kg TNT当量及以上大规模爆炸时,发生次梁塌落等局部破坏,亦可能发生结构连续倒塌。
