钢筋混凝土板的爆炸荷载试验研究
爆炸荷载下钢管混凝土柱抗爆性能研究
爆炸荷载下钢管混凝土柱抗爆性能研究建筑结构除了承受静动荷载以外，也可能遭受到由于爆炸恐怖袭击、偶然燃气爆炸等各种因素引发的爆炸冲击荷载。
钢管混凝土结构由于其具有受力合理、承载力高、抗震性能好、施工方便、经济效益显著等优势而在土木工程中得到广泛应用。
研究该结构在爆炸冲击荷载下的动态响应具有非常重要的理论意义及工程应用价值。
本文采用理论分析、试验研究和数值模拟相结合的方法，对爆炸冲击波与钢管混凝土柱相互作用，爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的动态响应、破坏模式和破坏机理等方面展开系统的研究。
主要的研究工作和结论如下：（1）对钢管混凝土柱构件进行了2发3柱在不同药量、不同比例距离下的静爆试验。
测得柱迎爆面和背爆面柱的柱顶、柱中、柱底的超压分布，以及振动加速度和最终位移，为准确预测作用在钢管混凝土柱上的爆炸荷载和评估钢管混凝土柱的破坏形态及破坏机理提供试验依据。
试验结果表明，对于刚度较大的结构构件来说，受迎爆面负压区、背爆面的影响很小，可以忽略不计，仅考虑迎爆面的正压区作用效应；当爆炸场中的反射环境较为简单时，测量柱迎爆面反射超压时，可以通过测量自由场中的反射超压近似得到；并且得到了试验爆炸荷载作用下相应的钢管混凝土柱的破坏形态。
（2）研究了爆炸冲击波与钢管混凝土柱之间的相互作用。
通过试验结果中的钢管混凝土柱迎爆面的超压分布，与已有的经验超压公式进行比较，选择TM5-1300中的各爆炸特征参数，为本文爆炸荷载的预测依据，为研究爆炸荷载作用下钢管混凝土柱动态响应提供可靠的爆炸荷载预测。
（3）建立爆炸冲击波及其与钢管混凝土柱相互作用的数值模拟方法。
基于显式动力学程序ANSYS/LS-DYNA，采用流固耦合法，通过选取合理的材料模型、沙漏控制方法、边界条件等因素，建立爆炸冲击波与钢管混凝土柱相互作用的数值模型。
通过与试验结果的对比，验证数值方法的正确性，并进行了参数分析。
研究结果表明，含钢率对爆炸波与柱相互作用的影响并不明显，截面形状和截面尺寸对爆炸波与柱相互作用的影响较为突出，相同的爆炸环境下，圆形截面柱迎爆面的爆炸荷载强度低于方形截面柱。
接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁性能研究的开题报告
接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁性能研究的开题报告一、研究背景随着现代城市的发展，建筑物的高度和复杂度不断提高，防爆安全问题日益引起重视。
在建筑物安全设计中，把爆炸荷载考虑进去，成为一个日益重要的课题。
钢-混凝土组合梁是一种常见的结构形式，其结构性能受到许多因素的影响，如荷载、材料力学性质等。
因此，研究接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的性能，对于提高建筑物的防爆安全性具有重要意义。
二、研究意义钢-混凝土组合梁是现代建筑结构的重要组成部分，其能够有效地提高建筑物的承载性能，并且有着良好的抗震性能。
在接触爆炸荷载作用下，该结构的性能会发生明显变化，因此研究其防爆安全性能，能够为建筑结构设计提供重要参考。
三、研究方法本研究采用数值模拟方法，通过ANSYS软件建立钢-混凝土组合梁的三维有限元模型，考虑荷载作用下的变形和破坏行为，分析其力学性能和防爆安全性能。
四、研究内容与进度安排1.了解接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的研究现状和发展趋势，梳理相关文献，分析研究需求。
（已完成）2.基于ANSYS软件，建立钢-混凝土组合梁的三维有限元模型，并对其进行验证。
（预计完成时间：1个月）3.通过数值模拟方法，研究接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的受力性能和防爆安全性能，并分析其破坏形态和力学特征。
（预计完成时间：2个月）4.撰写研究报告，并进行结论和讨论。
（预计完成时间：1个月）五、预期研究成果本研究预期可以得出接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的受力和防爆安全性能，为建筑结构设计提供科学合理的参考，有利于提高建筑防爆安全性能，促进建筑结构的可持续发展。
钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏模式分析
钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏模式分析阎石;张亮;王丹【期刊名称】《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2005(021)003【摘要】目的更精确的界定和证明钢筋混凝土板在不同峰值压力、不同作用时间的爆炸荷载作用下发生的破坏模式变化的规律.方法采用有限元软件Abaqus对钢筋混凝土板的破坏模式进行分析,并考虑了钢筋混凝土的应变率效应.结果Abaqus 的数值模拟结果显示,钢筋混凝土板在4种不同峰值压力、不同作用时间的爆炸荷载作用下会发生弯曲和剪切两种不同的破坏模式.结论钢筋混凝土板在相同强度的脉冲压力作用下会发生不同的破坏模式,随着峰值压力的增加与作用时间的减小,破坏模式逐渐由弯曲破坏转变为剪切破坏.爆炸峰值压力较小,作用时间较长时钢筋混凝土板主要发生板边缘和板中部的弯曲破坏;而在爆炸峰值压力较大,作用时间较短时主要发生支撑处的剪切破坏.【总页数】4页(P177-180)【作者】阎石;张亮;王丹【作者单位】沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁,沈阳,110168;沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁,沈阳,110168;沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁,沈阳,110168【正文语种】中文【中图分类】TU973+.214【相关文献】1.爆炸荷载作用下焊接工字钢梁的动力响应及破坏模式分析 [J], 张秀华;吕晨旭;李玉顺2.薄壁方管结构在爆炸荷载作用下动力响应及破坏模式分析 [J], 宋克健;龙源;纪冲;高福银;李兴华3.钢管混凝土柱-钢梁组合框架在爆炸荷载作用下的破坏模式分析 [J], 李锦涛;毛毳;宋欣4.钢管混凝土柱-钢梁组合框架在爆炸荷载作用下的破坏模式分析 [J], 李锦涛;毛毳;宋欣;5.钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的破坏模式和动态响应研究 [J], 何勇;廖俊智因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理共3篇
爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理共3篇爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理1爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为与损伤破坏机理爆炸荷载是一种突发的、强烈的动载荷，对钢筋混凝土结构的破坏具有极大的威胁。
在爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构会发生动态响应行为，产生强烈的应力、应变和变形，进而导致结构的严重损伤和破坏。
一般来说，爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应行为具有以下特征：1. 高频响应：爆炸荷载是一种高频的动载荷，会引起结构的高频振动和响应。
这种高频振动和响应可以导致结构的局部损伤和破坏。
2. 非线性响应：爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构的响应是非线性的，结构的刚度和阻尼特性随着荷载的增加而变化，进而影响结构的响应。
3. 冲击荷载：爆炸荷载是一种冲击荷载，会引起结构的瞬时变形和应力；同时，由于爆炸荷载的瞬时性，结构的响应特征具有一个冲击响应过程。
4. 局部响应：爆炸荷载作用下，钢筋混凝土结构的响应是局部的，即结构的不同部位会受到不同的响应，进而导致结构的局部损伤和破坏。
钢筋混凝土结构在受到爆炸荷载作用下，会发生不同程度的损伤和破坏。
其损伤破坏机理可以分为以下几个方面：1. 压力波作用：爆炸荷载会引起压力波的形成，压力波的强度与荷载的大小和荷载的距离有关。
当压力波传播到钢筋混凝土结构时，会引起结构的瞬时变形和应力，进而导致结构的损伤和破坏。
2. 冲击作用：爆炸荷载是一种冲击荷载，冲击作用会引起结构的瞬时变形和应力，进而使结构发生破坏。
3. 爆炸火焰作用：爆炸火焰作用下，钢筋混凝土结构会受到高温和高热流的影响，进而导致结构的局部破坏和强度降低。
4. 破片作用：爆炸荷载会产生大量碎片和飞溅物，这些碎片和飞溅物对结构的损伤和破坏也具有不可忽视的作用。
总之，钢筋混凝土结构在受到爆炸荷载作用下，其动态响应行为和损伤破坏机理都具有很大的复杂性和多样性。
因此，针对不同的爆炸荷载和结构形式，需要采用不同的分析方法和防护措施，以最大限度地减少结构的损坏和破坏。
钢筋混凝土楼板抗爆受力有限元分析
钢筋混凝土楼板抗爆受力有限元分析摘要对于一般的钢筋混凝土结构，考虑抗爆作用的设计，只能通过现行规范中的经验公式计算等效荷载，进而求解内力。
但是这种方法只能粗略的估计出相应的设计强度，实际上短距离内的爆炸荷载和等效均布荷载相差甚远，本文将以某工程实例为研究对象，通过仿真模拟来分析爆炸荷载下的钢筋混凝土楼板的受力情况。
关键词钢筋混凝土结构；抗爆；有限元；ABAQUS钢筋混凝土结构是建筑工程中常用的结构形式。
钢筋混凝土结构除了受到静力荷载的作用，还会受到偶然或人为引起的爆炸冲击荷载的作用。
建筑物的整体倒塌主要是由于梁、板、柱等主要受力构件遭到破坏，从而引起整个结构的倒塌。
钢筋混凝土楼板是建筑结构的主要的承重构件，在爆炸冲击荷载作用下，钢筋混凝土结构的受力特性和反应过程与通常受静载作用下的钢筋混凝土结构有着明显的不同。
近年来国内外对在爆炸冲击荷载作用下混凝土的本构关系和结构构件的动力响应进行了大量的研究。
分析钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应可以采用能力分析法、有限元分析法、有限差分法和等效单自由度分析法等。
本文作者将采用有限元分析法，利用ABAQUS的显式动力分析，对爆炸荷载下的混凝土楼板受力进行数值模拟，分析靠近爆心处混凝土的内力分布。
1计算模型模拟对象如图１所示：某工程中的混凝土楼板厚1500mm，混凝土壁厚400mm，整体高5100mm，轴线尺寸为6700m×12700mm，网格划分尺寸为300mm，混凝土标号C30，楼板内钢筋为12@300，双向双层分布，共4层。
爆炸物置于楼板之上，尺寸为300×500×1000（mm3），TNT当量24.4kg，网格划分尺寸为50mm。
图12有限元模型的建立2.1爆炸物爆炸物采用JWL状态方程控制炸药爆轰产物的形成，其形式为：（1）式中：p为静水压力（以压为正）；V是相对体积；E是单位体积炸药的初始内能；A1、B1、R1、R2、ω均为JWL状态方程参数。
爆炸冲击作用下的钢管混凝土研究的论述
爆炸冲击作用下的钢管混凝土研究的论述钢管混凝土是一种由钢管和混凝土组成的复合材料，广泛应用于建筑结构中。
由于其具有较高的抗压强度和良好的抗震性能，因此在各类建筑中得到了广泛的应用。
在某些特殊情况下，如恐怖袭击、爆炸事故等，钢管混凝土结构可能会受到爆炸冲击的影响，导致结构的破坏，因此对钢管混凝土在爆炸冲击作用下的研究具有重要意义。
针对爆炸冲击作用下的钢管混凝土结构，首先需要确定爆炸荷载的特点和作用方式。
爆炸荷载可以分为气体压力荷载和冲击荷载两部分。
气体压力荷载主要是由爆炸引起的气体膨胀产生的压力，其大小直接影响着钢管混凝土结构的破坏程度。
冲击荷载则是由爆炸引起的冲击波对结构的作用，其主要表现为冲击波传播的过程中结构受到的冲击力。
在爆炸冲击作用下，钢管混凝土结构的受力机制主要包括以下几种方式。
首先是钢管和混凝土之间的粘结失效。
由于爆炸冲击作用下，结构受到的冲击力较大，钢管和混凝土之间的粘结可能会因为受力超过其承载能力而失效，导致结构的破坏。
其次是混凝土的破碎和剥离。
冲击作用下，混凝土的内部产生裂缝，从而使其整体抗压承载能力下降，最终导致结构的破坏。
钢管的塑性变形也会影响结构的抗冲击性能。
首先是对爆炸荷载特性的研究。
通过模拟和实验研究，分析爆炸荷载对钢管混凝土结构的影响，得到其荷载特性和作用方式，为后续的研究提供基础。
其次是对钢管混凝土结构的强度和稳定性进行分析。
通过数值模拟和实验研究，分析结构在爆炸冲击作用下的受力状态和变形特点，评估其抗冲击能力，为工程设计提供依据。
再次是对钢管和混凝土之间粘结性能的研究。
通过实验研究，分析钢管和混凝土之间粘结性能的影响因素和破坏机制，为提高钢管混凝土的抗冲击能力提供参考。
最后是对结构防护措施的研究。
通过实验和数值分析，研究采用不同的修复和加固方法，提高钢管混凝土结构的抗冲击性能和抗震能力，为结构的抗爆炸设计提供技术支持。
爆炸冲击作用下的钢管混凝土研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
爆炸冲击波作用下混凝土板的载荷等效方法
爆炸冲击波作用下混凝土板的载荷等效方法1.气体爆炸冲击波载荷等效方法：气体爆炸冲击波对混凝土板的载荷作用可以通过将爆炸冲击波作用下的气体压力转化为等效载荷进行分析。
根据气体爆炸冲击波的特性，可以采用一维和二维爆炸冲击波模型来计算等效载荷。
一维模型假设冲击波沿着任意方向传播，计算时考虑到冲击波的传播速度、气体压力和爆炸距离等参数。
二维模型考虑了冲击波在平面上的传播，可以更加准确地计算冲击波对混凝土板的载荷作用。
2.爆炸药剂冲击波载荷等效方法：爆炸药剂冲击波是通常用于形成爆炸冲击波的物质。
在分析混凝土板在爆炸药剂作用下的载荷作用时，可以采用等效方法将爆炸药剂冲击波的作用转化为等效载荷。
根据爆炸药剂的特性和混凝土板的几何形状，可以计算出药剂冲击波产生的压力和冲击载荷。
3.冲击波传播距离和传播速度的关系：爆炸冲击波的传播距离和传播速度是决定混凝土板受到冲击载荷大小的重要参数。
传播距离越远，冲击波作用的时间越长，对混凝土板的作用越大。
传播速度越高，冲击波的能量转化率越高，对混凝土板的作用越强烈。
4.混凝土板厚度对冲击波载荷的影响：混凝土板的厚度是影响冲击波载荷传递的重要参数。
厚度较大的混凝土板能够抵抗较大的冲击载荷，减缓冲击波对板材的破坏。
而较薄的混凝土板则容易受到冲击波的直接作用，承受较大的载荷。
5.混凝土板距离爆炸源的影响：混凝土板距离爆炸源的远近会影响冲击波的传播距离和传播速度，从而影响载荷的大小。
通常情况下，距离爆炸源较远的混凝土板受到的载荷较小，距离较近的则受到的载荷较大。
6.混凝土板材料的影响：混凝土板所使用的材料也会影响其在爆炸冲击波作用下的受载力学性能。
不同材料的密度、强度和能量吸收能力等特性均会对冲击波载荷的传递和分配产生影响。
7.冲击波作用时间的影响：爆炸冲击波作用时间对混凝土板的受载行为具有重要影响。
短时间内受到冲击波作用的混凝土板容易发生破裂。
延长作用时间，则可以更好地分散和吸收冲击波的能量。
爆炸作用下钢筋混凝土板破坏特性数值分析
表 1 混凝土板有限元网格信息
模型尺寸/mm
单元尺寸/mm
1000×700×650
10
800×500×130
10
750×450×80
10
单元个数 455000 52000 840
2.2 应力波传播规律 炸药在空气中爆炸后，将会在一瞬间转化成高
温高压的爆轰产物，之后与周围空气一同膨胀，并 迅速向外冲击，促使局部压力和温度急剧上升，形 成空气冲击波。爆炸现象显示，随着波的传播，正 压区不断拉宽，冲击波波阵面压力初期衰减迅速， 后期衰减变缓，此现象符合理论预期。
（2）边界条件。设置简支条件边界条件，对 混凝土板两端进行 y 轴向位移的约束。
受于计算机计算能力的限制，空气模型不可射边界条件，确保计算过程中，空气模型的 边界不发生应力波的反射现象。
（3）沙漏模型。采用 5 号沙漏（*HOURGLASS） 控制模型，即“对固体单元进行精确体积积分的
图 3 为空气单元的压力时程曲线，选取距离炸 药位置 0.1～0.4 m 范围内由近及远的 5 个空气单 元。可以看出，空气冲击波的超压峰值随着与爆心 距离的增加而迅速衰减，出现的时间也有明显的 延迟。
基于以上背景，本文采用 ANSYS/LS-DYNA 有限元软件，建立了 TNT 炸药、空气、钢筋、混 凝土板的三维有限元模型，结合炸药-空气-结构之 间的流固耦合相互作用，对钢筋混凝土板在接触爆 炸作用下的动态响应过程进行了仿真模拟，研究了 接触爆炸作用下钢筋混凝土板的损伤机理和破坏 特征。
1 有限元模型及参数
ISSN 1671-2900 CN 43-1347/TD
采矿技术 第 18 卷 第 5 期 Mining Technology，Vol.18，No.5
爆炸载荷作用下混凝土板的破坏机理分析
药 ， 补『 炸 药密度 为 １ ０ ｇｍ ． 炸实 验 方案 该 ｒ ｒ ０ｋ／ 爆 ６
示意 图如 图 １所 示 ． 验 中一 系 列测 试 结 果 表 明 ， 实 试验 中炸 药爆 速 稳定 在 ６７ ０～６７ ０ｍ ｓ 每组 爆 ０ ４ ／ ．
值 的分析方 法 ． 而从经 验公 式来看 ， 真正 可使 用 的也 很少 ， 相互 间误差很 大 ， 没有 可 比性 ． 的来 说 ， 总 由于混 凝 土材 料本 身 的复杂性 和震 塌破坏 试验 测试 困难 ， 内外 震塌试 验数据 很少 ， 有很多 问题需 要进 一步澄 国 还 清， 如爆炸 作用下 混凝 土波传 播特性 、 坏机 理 ， 破 混凝 土 抗压 强度 、 混凝 土 抗 拉强 度 等 等对 破坏 效 应 、 震塌
炸试验后 ， 对试 样进行 回收观测 ． 将
仅 结 整 产 冲作 ， 产 大 变 和 对 构 体 生 击 用使 生 的 形 之
・
震塌试验结果表明 ， 试件表 面的接触爆炸 ， 不
———— Ｌ——— ｌ
图 １ 爆炸实验 方案 示意 图
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ ２ １ — ９— ５
第３卷 第 ｌ １ ０期
２１ 年 １ ０１ ２月
绍
兴
文
理
学
院
学
报
Ｖｏห้องสมุดไป่ตู้． １ Ｎ ． ０ １３ ｏ １
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ １
Ｊ ＯＵＲＮ ＨＡＯＸＩ ＡＬ ＯＦ Ｓ ＮＧ ＵＮＩ ＥＲ Ｉ Ｙ Ｖ ＳＴ
爆 炸 载荷 作 用 下 混凝 土 板 的破 坏 机 理分 析
混凝土重力坝爆炸荷载数值分析及抗爆性能研究
混凝土重力坝爆炸荷载数值分析及抗爆性能研究刘晓蓬;陈健云;徐强【摘要】利用LS-DYNA非线性有限元程序,基于Eulerian和Lagrangian耦合的方法,研究了RHT本构模型模拟的混凝土板在爆炸荷载下的动力反应,并且将数值结果与现场实验结果进行比较,由此说明了RHT本构模型模拟爆炸荷载下混凝土动力反应的有效性.研究了2 t TNT炸药在距离坝体上游面10m不同起爆深度的情况下,有泡沫混凝土保护层和无泡沫混凝土保护层的坝体动力响应及其损伤状况.计算结果表明,无泡沫混凝土保护层时,坝体上游面主要损伤区域位置总是随起爆深度的增加向坝体底部移动;当上游表面有泡沫混凝土保护层时,坝体上游表面的损伤明显变小,下游面的损伤较无保护层情况也明显减小.表明泡沫混凝土能够有效减小混凝土大坝在爆炸荷载下的损伤,在提高混凝土大坝的抗爆性能方面起到很好的保护作用.【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】8页(P174-181)【关键词】混凝土大坝;泡沫混凝土;爆炸荷载;动力响应【作者】刘晓蓬;陈健云;徐强【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024;大连理工大学建设工程学部工程抗震研究所,大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024;大连理工大学建设工程学部工程抗震研究所,大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024;大连理工大学建设工程学部工程抗震研究所,大连116024【正文语种】中文【中图分类】O313.2;TD235.11 引言当今世界，随着人类对清洁能源需求量的增加和防汛抗洪及灌溉用水的需要，越来越多的混凝土大坝正在建设或者已经建设完成。
虽然和平与发展已经成为世界的主题，但是，局部冲突仍然存在，恐怖袭击时有发生。
由于蓄水大坝具有很强的政治、军事和经济意义，极有可能成为现代战争中的潜在打击目标或恐怖袭击的重要对象。