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
爆炸荷载作用是建筑结构倒塌的重要诱因之一,拆除构件法作为中、美等国规范推荐的建筑结构抗倒塌性能评估与设计方法,但其未考虑在爆炸冲击波作用下被拆除构件的残余承载力及周围构件的不同损伤程度。为此,针对爆炸作用下高层RC框架结...爆炸荷载作用是建筑结构倒塌的重要诱因之一,拆除构件法作为中、美等国规范推荐的建筑结构抗倒塌性能评估与设计方法,但其未考虑在爆炸冲击波作用下被拆除构件的残余承载力及周围构件的不同损伤程度。为此,针对爆炸作用下高层RC框架结构抗倒塌性能评估与设计,提出建筑结构混合单元建模和任意拉格朗日-欧拉(ALE)爆炸荷载施加方法相结合的高精度有限元分析方法,并得到典型RC框架结构爆炸试验和Murrah联邦大楼爆炸倒塌事故的验证。根据美国联邦应急管理署规定的恐怖爆炸袭击类型,进一步开展不同爆炸位置,不同炸药当量爆炸作用下典型高层RC框架结构的数值仿真研究。分析了爆炸波传播及其与结构相互作用,以及建筑结构损伤破坏和关键柱柱顶竖向位移,考察了中国T/CECS 392—2021《建筑结构抗倒塌设计标准》(简称“CECS规范”)和美国UFC4-023-03、GSA规范(简称“DoD/GSA规范”)对于爆炸作用下结构抗倒塌性能评估与设计的适用性。根据建筑结构不同设防等级和区域,给出了拆除构件法的三类使用建议:该方法对于紧凑型轿车炸弹(227 kg TNT当量)和普通轿车炸弹(454 kg TNT当量)外部爆炸较为适用,建议进一步考虑荷载调整系数;对于小型货车炸弹(1 814 kg TNT当量)外部爆炸及汽车炸弹内部爆炸偏于危险,不建议采用拆除构件法进行设计;箱包炸弹(23 kg TNT当量)对结构整体的破坏较为有限,可不采用拆除构件法进行设计。展开更多
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。
文摘爆炸荷载作用是建筑结构倒塌的重要诱因之一,拆除构件法作为中、美等国规范推荐的建筑结构抗倒塌性能评估与设计方法,但其未考虑在爆炸冲击波作用下被拆除构件的残余承载力及周围构件的不同损伤程度。为此,针对爆炸作用下高层RC框架结构抗倒塌性能评估与设计,提出建筑结构混合单元建模和任意拉格朗日-欧拉(ALE)爆炸荷载施加方法相结合的高精度有限元分析方法,并得到典型RC框架结构爆炸试验和Murrah联邦大楼爆炸倒塌事故的验证。根据美国联邦应急管理署规定的恐怖爆炸袭击类型,进一步开展不同爆炸位置,不同炸药当量爆炸作用下典型高层RC框架结构的数值仿真研究。分析了爆炸波传播及其与结构相互作用,以及建筑结构损伤破坏和关键柱柱顶竖向位移,考察了中国T/CECS 392—2021《建筑结构抗倒塌设计标准》(简称“CECS规范”)和美国UFC4-023-03、GSA规范(简称“DoD/GSA规范”)对于爆炸作用下结构抗倒塌性能评估与设计的适用性。根据建筑结构不同设防等级和区域,给出了拆除构件法的三类使用建议:该方法对于紧凑型轿车炸弹(227 kg TNT当量)和普通轿车炸弹(454 kg TNT当量)外部爆炸较为适用,建议进一步考虑荷载调整系数;对于小型货车炸弹(1 814 kg TNT当量)外部爆炸及汽车炸弹内部爆炸偏于危险,不建议采用拆除构件法进行设计;箱包炸弹(23 kg TNT当量)对结构整体的破坏较为有限,可不采用拆除构件法进行设计。
