鋼纖維高強混凝土構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安全。鋼纖維高強混凝土（steel fiber reinforced high strength concrete，簡稱SFRHSC）作為新型抗爆防護材料，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）構件的動態(tài)響應、損傷效應評估和抗震塌性能進行了系統(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）使用增強效應系數(shù)R fc建立修正的鋼管-SFRHSC材料的靜態(tài)本構模型，并進行數(shù)值模擬分析驗證了該增強效應系數(shù)修正本構的適用性，通過動載增強系數(shù)DIF來考慮應變率效應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提供依據。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構件的材料動態(tài)本構模型和參數(shù)。
　?。?）基于等效單自由度體系，考慮鋼纖維增強效應和材料強度動載增大效應，對爆炸荷載下鋼筋-S

3、FRHSC墻的動態(tài)響應進行理論分析，計算構件動態(tài)響應的最大位移。運用能量守恒原理，采用Lagrangian方程建立大變形下鋼纖維高強混凝土墻板構件的極限變形公式。與數(shù)值模擬結果對比證明鋼纖維高強混凝土墻板構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)響應數(shù)值模型。通過分析揭示SFRHSC墻的動態(tài)

4、響應中各參數(shù)的發(fā)展變化規(guī)律。對影響因素進行參數(shù)化分析，得到各參數(shù)的影響規(guī)律。依據折合距離對SFRHSC墻的破壞模式進行研究。建立了基于支座轉角θ的構件超壓-沖量損傷評估準則，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曲線并進行公式擬合。數(shù)值試算法所建立的 P-I損傷效應評估曲線能夠準確地對不同爆炸荷載下鋼纖維高強混凝土墻的損傷效應進行評估。
　?。?）基于文獻試驗和數(shù)值模擬對SFRHSC板的震塌破壞形態(tài)