鋼纖維高強(qiáng)混凝土構(gòu)件抗爆性能與損傷評估.pdf

1、現(xiàn)代社會爆炸事件頻發(fā)，危害人類生命和財產(chǎn)安全。鋼纖維高強(qiáng)混凝土（steel fiber reinforced high strength concrete，簡稱SFRHSC）作為新型抗爆防護(hù)材料，其抗爆性能的研究越來越受重視，而爆炸荷載作用下鋼纖維混凝土構(gòu)件的研究并不系統(tǒng)。本文采用理論分析和數(shù)值模擬方法對爆炸荷載下SFRHSC墻（板）構(gòu)件的動態(tài)響應(yīng)、損傷效應(yīng)評估和抗震塌性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要的研究工作和創(chuàng)新成果包括以下幾方面：

2、　　（1）使用增強(qiáng)效應(yīng)系數(shù)R fc建立修正的鋼管-SFRHSC材料的靜態(tài)本構(gòu)模型，并進(jìn)行數(shù)值模擬分析驗證了該增強(qiáng)效應(yīng)系數(shù)修正本構(gòu)的適用性，通過動載增強(qiáng)系數(shù)DIF來考慮應(yīng)變率效應(yīng)對于材料在爆炸荷載作用下的影響，為理論計算中材料的增強(qiáng)提供依據(jù)。計算J-H-C動態(tài)材料模型的參數(shù)值，為數(shù)值模擬提供適用于SFRHSC構(gòu)件的材料動態(tài)本構(gòu)模型和參數(shù)。
　?。?）基于等效單自由度體系，考慮鋼纖維增強(qiáng)效應(yīng)和材料強(qiáng)度動載增大效應(yīng)，對爆炸荷載下鋼筋-S

3、FRHSC墻的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行理論分析，計算構(gòu)件動態(tài)響應(yīng)的最大位移。運用能量守恒原理，采用Lagrangian方程建立大變形下鋼纖維高強(qiáng)混凝土墻板構(gòu)件的極限變形公式。與數(shù)值模擬結(jié)果對比證明鋼纖維高強(qiáng)混凝土墻板構(gòu)件的大塑性變形的極限變形計算公式能夠滿足極限變形計算分析。
　?。?）基于顯式有限元ANSYS/LS-DYNA程序，使用CONWEP加載方式建立爆炸荷載下四邊固支SFRHSC墻的動態(tài)響應(yīng)數(shù)值模型。通過分析揭示SFRHSC墻的動態(tài)

4、響應(yīng)中各參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律。對影響因素進(jìn)行參數(shù)化分析，得到各參數(shù)的影響規(guī)律。依據(jù)折合距離對SFRHSC墻的破壞模式進(jìn)行研究。建立了基于支座轉(zhuǎn)角θ的構(gòu)件超壓-沖量損傷評估準(zhǔn)則，基于等效單自由度理論計算方法和數(shù)值試算法分別建立SFRHSC墻的P-I曲線并進(jìn)行公式擬合。數(shù)值試算法所建立的 P-I損傷效應(yīng)評估曲線能夠準(zhǔn)確地對不同爆炸荷載下鋼纖維高強(qiáng)混凝土墻的損傷效應(yīng)進(jìn)行評估。
　?。?）基于文獻(xiàn)試驗和數(shù)值模擬對SFRHSC板的震塌破壞形態(tài)