單層球面網(wǎng)殼基于CONWEP外爆響應(yīng)分析及試驗(yàn)設(shè)計(jì).pdf

1、震驚世界的“911恐怖襲擊事件”發(fā)生后,國內(nèi)外恐怖襲擊事件日漸頻繁,并逐漸引起土木工程學(xué)者對結(jié)構(gòu)抗爆研究的關(guān)注;大跨空間結(jié)構(gòu)作為一類重要的、人流密集的建筑結(jié)構(gòu)形式,遭受恐怖爆炸襲擊的可能性比較高,研究其在恐怖襲擊下的力學(xué)性能并有效減小經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡,具有重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。
　　CONWEP是美國軍方開發(fā)的一種可高效計(jì)算爆炸荷載的軟件,并內(nèi)嵌于ANSYS/LS-DYNA中。本文首先介紹了CONWEP爆炸荷載程序并對比了其

2、與ALE算法的優(yōu)缺點(diǎn),驗(yàn)證了使用CONWEP方法對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)直接施加爆炸荷載研究結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在外爆荷載下動(dòng)力響應(yīng)的可行性與精確性。
　　利用ANSYS/LS-DYNA軟件建立了40m跨度K8型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模型,基于CONWEP方法模擬分析了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在外爆荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。通過炸藥當(dāng)量、炸藥水平、豎向位置變化,結(jié)構(gòu)形式以及材料屬性等參數(shù)的改變進(jìn)行大量的參數(shù)分析,考察統(tǒng)計(jì)了結(jié)構(gòu)多項(xiàng)典型響應(yīng)隨參數(shù)變化的規(guī)律。通過參數(shù)分析的結(jié)果,獲得

3、40m跨度單層球面網(wǎng)殼發(fā)生連續(xù)倒塌的臨界狀態(tài)算例響應(yīng),擬合建立結(jié)構(gòu)的損傷因子Ds的表達(dá)公式,用于判斷網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在不同爆炸荷載下的損傷狀態(tài)。
　　設(shè)計(jì)了單層球面網(wǎng)殼基于模爆器試驗(yàn)的模型,網(wǎng)殼縮尺模型跨度0.9m;由于試驗(yàn)中將采用乙炔/空氣混合氣體這種可燃性氣體炸藥來代替TNT炸藥,本文建立了基于可燃性氣體爆炸的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分析方法。采用ALE算法對結(jié)構(gòu)在乙炔/空氣混合氣體爆炸下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析,獲得結(jié)構(gòu)的幾類典型破壞狀態(tài),并確定了結(jié)構(gòu)