爆炸载荷下建构筑物连续倒塌数值模拟

发布时间：2017-04-30 13:04

  本文关键词：爆炸载荷下建构筑物连续倒塌数值模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数值模拟作为建构筑物在爆炸载荷下连续倒塌过程重要的分析和再现手段,一直采用静态方法形成理想的爆破切口,并且只关注爆破切口形成之后结构的倒塌过程,这是真实情况的简化。本文结合工程实际,尝试对爆炸载荷下爆破切口的形成过程进行分析,再以此为基础,研究了建构筑物在切口形成后的连续倒塌过程。主要研究内容如下:1,在ABAQUS中进行共节点分离式钢筋混凝土结构建模,并与ANSYS/LSDYNA中的建模方式进行比较,确定了共节点分离式模型的适用性。2,使用CONWEP方式加载爆炸载荷,并与JWL加载爆炸载荷方式进行比较,确定了在近似接触爆炸条件下,使用CONWEP加载爆炸载荷来有效使用乳化炸药加载的当量计算公式。3,提出将爆破拆除数值模拟关注点提前至炸药爆炸形成切口这一过程,再现了爆炸应力波在框架结构中的传播和衰减过程。并分别采用标准装药,增加装药,减少装药三种工况,进行了爆破切口形态的对比。4,对比了上下分段装药和底部装药两种形式下钢筋混凝土立柱的损伤分布,认为上下分段装药可以充分破坏支撑结构,有效削弱结构刚度,利于建筑结构连续倒塌。5,对支撑结构底部装药工况下,建构筑物连续倒塌过程分析,发现了“爆破切口闭合”现象,并认为这一闭合现象可能导致爆破拆除中倾而不倒的事故发生。
【关键词】：ABAQUS数值模拟 连续倒塌 CONWEP加载
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU312;TU375
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 选题背景和依据9-11
• 1.2 相关研究现状和趋势11-17
• 1.2.1 钢筋混凝土材料力学性能11
• 1.2.2 缩比实验11-13
• 1.2.3 切口形成13-15
• 1.2.4 钢筋混凝土模型15-16
• 1.2.5 其他模拟工具16-17
• 1.3 本课题研究内容和思路17-18
• 第二章 使用CONWEP加载爆炸载荷18-26
• 2.1 ABAQUS介绍18
• 2.2 CONWEP加载原理18-20
• 2.3 JWL状态方程加载20-21
• 2.4 CONWEP加载爆炸载荷验证21-25
• 2.4.1 实验介绍21-22
• 2.4.2 数值模拟22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 混凝土材料模型26-41
• 3.1 ABAQUS中混凝土材料模型26-29
• 3.1.1 弥散开裂模型27-28
• 3.1.2 脆性开裂模型28-29
• 3.2 塑性损伤模型29-33
• 3.2.1 弹塑性行为29-30
• 3.2.2 拉伸和压缩行为30-31
• 3.2.3 拉伸和压缩损伤31-33
• 3.3 钢筋混凝土耦合33-35
• 3.3.1 Rebar模型33
• 3.3.2 Embed接触嵌入模型33-34
• 3.3.3 分离式模型34-35
• 3.4 CONWEP加载下钢筋混凝土靶板损伤35-40
• 3.4.1 钢筋混凝土板在爆炸载荷下的损伤35-39
• 3.4.2 对乳化炸药的当量进行标定39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 爆炸载荷下梁柱结构损伤41-58
• 4.1 药量与切口形态分析41-51
• 4.1.1 体积法计算药量41-42
• 4.1.2 标准药量下切口形态42-49
• 4.1.3 增大装药量下切口形态49-50
• 4.1.4 减小装药量下切口形态50-51
• 4.2 标准药量下交叉结构损分布51-55
• 4.2.1 T字结构应力波传播规律和损伤分布51-54
• 4.2.2 交叉结构应力波传播规律和损伤分布54-55
• 4.3 分段装药下交叉结构损伤分布55-57
• 4.3.1 交叉结构应力波传播规律55-56
• 4.3.2 交叉结构损伤分布56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 爆炸载荷下建构筑物连续倒塌58-68
• 5.1 静态载荷下建筑结构连续倒塌58-59
• 5.2 动态载荷下建筑结构连续倒塌59-67
• 5.2.1 动态载荷下形成爆破切口60-62
• 5.2.2 底部装药形成切口62-66
• 5.2.3 分段装药形成切口66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 结论与展望68-70
• 1 结论68
• 2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单74-75
• 致谢75

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本文编号：336879