方形中空夹层钢管超高性能钢纤维混凝土柱抗爆性能数值模拟与实验验证

发布时间：2018-12-24 11:48

【摘要】：建立了爆炸荷载作用下方形中空夹层钢管超高性能钢纤维混凝土(Ultra-High Performance Steel Fiber Reinforced Concrete Filled Double Skin Steel Tube,UHPSFRCFDST)柱动态响应及其损伤破坏三维有限元数值模型。首先通过模拟结果与爆炸破坏试验结果的对比分析,验证了数值模型和计算方法的有效性。进而运用参数化分析方法,研究了空心率、含钢率、内、外层钢管厚度及其强度等关键参数对UHPSFRCFDST柱抗爆性能的影响。研究结果表明,UHPSFRCFDST柱具有优越的抗爆性能,所建立的三维有限元模型能够有效地分析UHPSFRCFDST柱在爆炸荷载作用下的动态响应及其损伤破坏;在一定范围内减小空心率及提高外层钢管强度可有效提升UHPSFRCFDST柱抗爆性能;提高含钢率、减小内、外层钢管高厚比均能够显著提升UHPSFRCDST柱抗爆性能;内层钢管强度对UHPSFRCFDST柱的抗爆性能影响并不明显。
[Abstract]:A three-dimensional finite element numerical model for dynamic response and damage failure of square hollow sandwich steel tube ultra-high performance steel fiber reinforced concrete (Ultra-High Performance Steel Fiber Reinforced Concrete Filled Double Skin Steel Tube,UHPSFRCFDST) columns under explosive loading is established. Firstly, the validity of the numerical model and the calculation method is verified by comparing the simulation results with the results of the explosion failure test. Furthermore, the effects of the key parameters such as heart rate, steel content, thickness and strength of inner and outer steel tubes on the anti-explosion properties of UHPSFRCFDST columns were studied by parameterized analysis method. The results show that the UHPSFRCFDST column has excellent anti-explosion performance and the three-dimensional finite element model can effectively analyze the dynamic response and damage failure of the UHPSFRCFDST column under explosion load. Reducing the hollow ratio and increasing the strength of outer steel tube can effectively improve the anti-explosion performance of UHPSFRCFDST column in a certain range, and increase the steel content and reduce the ratio of height to thickness of outer steel tube can significantly improve the anti-explosion performance of UHPSFRCDST column. The strength of inner steel tube has no obvious effect on the anti-explosion performance of UHPSFRCFDST column.
【作者单位】： 天津大学建工学院;天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室;天津城建大学与悉尼科技大学防灾减灾联合研究中心;
【基金】：国家自然科学基金项目面上项目(51278326) 国家科技支撑计划重点项目(2012BAJ07B05) 天津市科技支撑计划重点项目(14ZCZDSF00016)
【分类号】：TU398.9;TU352.13

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2390579