CFRP鋼管混凝土柱抗爆動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、頻繁發(fā)生的爆炸事件導(dǎo)致對(duì)房屋建筑及結(jié)構(gòu)的破壞不僅帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還造成了大量的人員傷亡。因此對(duì)建筑物進(jìn)行抗爆設(shè)計(jì)、研究爆炸荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的動(dòng)力響應(yīng)及研究如何提高和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗爆性能成為了迫切的要求。碳纖維(carbon fiber reinforced polymer/plastic,簡(jiǎn)稱CFRP)鋼管混凝土這種新型結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮三向受壓混凝土抗壓強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)可以避免鋼管的屈曲,承載能力更高、耐久性能更好。將CFRP結(jié)

2、合鋼管使用,可以減小鋼管的壁厚,減輕結(jié)構(gòu)整體的自重,也可用它替代高強(qiáng)鋼材,從而降低鋼管混凝土的成本,同時(shí)還可以在一定程度上解決鋼管腐蝕和CFRP筒塑性不足的問題。本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了CFRP鋼管混凝土柱在爆炸荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。主要內(nèi)容和成果為:
　　(1)采用鋼管混凝土統(tǒng)一理論求解了CFRP鋼管混凝土柱的組合剛度,推導(dǎo)了CFRP鋼管混凝土柱的塑性極限彎矩,用下降三角形荷載代替爆炸荷載,用等效單自由度體

3、系方法求解了CFRP鋼管混凝土柱在爆炸荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。
　　(2)利用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA,采用Solid164單元模擬鋼管和混凝土,Shell163單元模擬CFRP,建立了CFRP鋼管混凝土柱模型,通過對(duì)結(jié)構(gòu)一側(cè)施加下降三角形荷載模擬爆炸荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。將數(shù)值分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果吻合較好,可以互為驗(yàn)證。
　　(3)通過改變模型參數(shù)及爆炸荷載-時(shí)間曲線,分析了CFRP加固層數(shù)、含鋼率、