爆炸荷载作用下钢筋混凝土板破坏评定方法

压力-冲量(P-I)曲线是结构构件在爆炸荷载作用下的初始设计及在爆炸荷载作用后的破坏评定的有效工具。目前,确定结构构件的P-I曲线采用的方法均是基于单自由度结构体系假定的,并且多以结构构件的中点位移作为破坏指标。然而在爆炸荷载作用下,结构构件大多因高阶响应而发生局部破坏,且可能发生弯剪破坏。因此,通过将结构构件简化为单自由度体系模型并且选择结构构件中点位移为单一破坏指标获得的结构构件的P-I曲线,不能准确评定其破坏程度。利用LS-DYNA有限元动力分析软件,建立了典型钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下响应和破坏的分析方法,提出了基于钢筋混凝土板跨中截面受弯剩余承载力的破坏指标以及利用数值方法确定钢筋混凝土板跨中截面受弯剩余承载力的步骤。同时,综合分析数值模拟结果,拟合了钢筋混凝土板P-I曲线的数学表达式,提出了一种简化了的确定钢筋混凝土板P-I曲线的方法,采用该方法确定的P-I曲线可用来对任意爆炸荷载作用后钢筋混凝土板的破坏进行评定。     

钢筋混凝土柱在冲击荷载作用下破坏模式的研究

推导了钢筋混凝土柱在冲击荷载作用下弯曲型变形与直剪型变形两种单自由度模型动力反应计算公式,并尝试将构件几何尺寸、材料力学性能以及冲击荷载都作为随机变量,考虑荷载不同持时及不同峰值,用打靶法计算了一个实例构件在瞬时冲击荷载作用下的破坏概率,为初步判断构件的破坏模式提供依据。计算结果表明荷载持时与峰值是决定结构构件破坏模式的重要因素。     

爆炸作用下钢筋混凝土柱非线性动力响应及破坏模式影响因素分析

为研究RC柱在爆炸作用下动力响应及破坏模式,在文献［1］建立的爆炸作用下RC柱非线性响应的有限差分分析方法基础上,提出了RC柱在爆炸作用下弯曲、斜剪、直剪等破坏模式的判别准则,建立了RC柱在爆炸作用下破坏模式的分析方法,分析了爆炸作用（峰值、作用时间及其沿柱上分布形式）、截面抗力（受弯能力、受剪能力）、轴力、柱长等对RC柱破坏模式的影响特点及规律。研究表明：在爆炸作用下,RC柱会发生与RC梁一样的弯曲破坏、斜剪破坏、直剪破坏等3种典型破坏模式,但主要以斜剪破坏为主;爆炸作用时间越短,峰值越高,柱截面抗剪能力越弱,RC柱越易发生斜剪破坏,甚至直剪破坏;轴力越大,柱越长,RC柱越易发生弯曲破坏。     

近场水中爆炸作用下钢筋混凝土桩破坏模式及损伤评估研究

高桩码头是我国重要的港口结构,其在服役期间可能遭受偶然爆炸或者恐怖爆炸荷载作用。钢筋混凝土桩是高桩码头的主要承重构件,需要对其在近场水中爆炸荷载作用下的动力响应和破坏模式进行研究,进而对高桩码头的抗爆性能及安全性进行评估。对某型高桩码头的钢筋混凝土桩在近场水中爆炸荷载作用下的破坏模式及损伤评估进行了研究。通过与试验结果的对比分析,对数值分析方法进行验证;建立了钢筋混凝土桩在爆炸荷载作用下的三维分析模型,研究了半径数对钢筋混凝土桩的动力响应和破坏模式影响;基于分析结果,建立水中爆炸作用下的损伤评估机制,给出该型钢筋混凝土桩在给定工况下抗爆的安全范围,研究成果可以为该类型高桩码头抗爆设计及分析提供参考。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式

在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土构件和结构的动力响应较之地震荷载和静态荷载作用下要复杂得多。运用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了典型钢筋混凝土柱的三维有限元模型,该模型对钢筋混凝土采用分离式建模,并且考虑了材料的应变率效应和钢筋与混凝土间的粘结滑移。在该有限元模型的基础上,通过对爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱动态响应的数值模拟,研究了钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下可能的破坏模式及其规律。同时,运用参数化分析方法,研究了截面惯性矩、混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率和配箍率等参数对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应的影响,在数值模拟结果的基础上,分析提出了钢筋混凝土柱抗爆设计时应当注意的问题。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土柱的破坏模式不仅和自身的特性有关,还取决于爆炸荷载的类型。提高柱截面惯性矩和混凝土轴心抗压强度,能够显著降低钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的柱中水平位移,从而提高其抗爆性能。增加配箍     

弯剪破坏钢筋混凝土柱的荷载-变形关系

在传统的弯曲截面理论分析方法基础上,结合钢筋混凝土弯剪破坏柱的受力特点,对太平洋地震工程研究中心(PEER)钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库中的试验数据进行分析,提出了一种确定弯剪破坏钢筋混凝土偏心受压构件荷载-变形关系的实用方法。研究结果表明:采用该方法计算得到的荷载-变形曲线与试验结果吻合良好,可用于确定地震作用下弯剪破坏钢筋混凝土偏心受压构件恢复力模型的骨架曲线。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构破坏倒塌分析研究进展

钢筋混凝土结构较之于其他结构形式具有质量大、抗爆性能好的特点,因此成为世界各国工程抗爆设计的首选,也是工程结构抗爆与防爆研究领域的主要研究对象。近些年来,国内外学者对爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动态响应、破坏与连续倒塌进行了广泛的研究,内容包括各类钢筋混凝土结构构件在爆炸荷载作用下的动态响应特征与损伤破坏机理、钢筋混凝土结构构件承受爆炸荷载后的损伤程度评估以及钢筋混凝土结构连续倒塌分析等。综述近些年来国内外爆炸荷载下钢筋混凝土结构动态响应与连续倒塌分析研究的最新进展,并结合作者在该领域的研究工作和成果,给出该领域的研究方向和未来的发展趋势。     

韧性对钢纤维自密实混凝土梁受剪性能的影响

为研究弯曲韧性对不同配箍率钢纤维自密实混凝土梁受剪性能的影响,分别对24个弯曲韧性试件与16根钢纤维自密实混凝土梁式构件进行了弯曲试验.根据荷载-位移曲线以及韧性参数,分析了弯曲韧性对梁式构件受剪破坏形态和承载力的影响.结果表明:加入钢纤维可以提高自密实混凝土梁的受剪承载力,同时还可以改善梁的破坏形态;建立了基于弯曲韧性的受剪承载力计算模型,该模型预测值与试验结果较为接近,可用于钢纤维自密实混凝土梁的受剪计算.     

基于单自由度体系的钢筋混凝土抗爆墙设计

基于单自由度体系的钢筋混凝土抗爆墙设计,是将抗爆房屋的结构按爆炸荷载传递路径进行逐个分解,再对分解后的构件进行单自由度体系的设计。同时,以构件支座转角位移为限制,确定构件的截面及配筋是否满足对变形的要求。对单自由度体系抗爆计算可采用数值求解的方法,其基本假定是加速度呈线性,求解的关键是时间增量的确定。本文通过工程实例,介绍正面承受爆炸荷载的钢筋混凝土前墙的计算方法,可为类似工程的设计提供参考。     

近爆作用下钢筋混凝土框架的破坏分析

当爆炸在结构表面发生时,这种具有巨大能量的冲击作用将造成结构构件的损伤和破坏,而准确预测潜在爆炸对结构构件造成的危害是进行重要建筑物和防护结构抗爆设计的基础。为研究近爆作用下钢筋混凝土框架的抗爆能力,采用AUTODYN软件对钢筋混凝土框架在爆炸荷载下的破坏模式进行了数值模拟。研究结果表明,采用流固耦合数值模拟方法较合理地展现了钢筋混凝土框架的动态破坏过程。     

爆炸作用下钢筋混凝土柱非线性动力响应及破坏模式分析方法

为建立爆炸作用下钢筋混凝土柱非线性动力响应及破坏模式的高效分析方法,从材料应力-应变关系出发,分别应用截面分层法、修正压场理论方法（MCFT）和Krauthammer模型建立了单调加载条件下抗力曲线（包括截面弯矩-曲率关系、平均剪应力-平均剪应变关系和直剪剪力-直剪滑移关系）,并以单调加载条件下抗力曲线为骨架,提出了加卸载条件下RC柱截面抗力曲线;在此基础上,根据Timoshenko梁理论和有限差分方法,建立了爆炸作用下RC柱非线性动力响应的显式分析方法。研究结果表明：本文方法能够定量分析爆炸作用下RC柱的动力响应和破坏模式,计算结果与相关试验数据有较好的一致性。     

混凝土板柱结构中柱节点承载力及破坏形态的研究

板柱结构中柱节点的破坏形态主要有冲切破坏和弯曲破坏两种。结合国内外试验 ,验证了《混凝土结构设计规范》(GB 5 0 0 10— 2 0 0 2 )给出的板柱结构中柱节点受冲切承载力计算公式 ,根据水平地震作用下按弹性分析得到的等代梁计算宽度 ,提出了中柱节点受弯承载力的计算公式 ,最后给出了这两类破坏形态的判别方法。     

Probabilistic response evaluation for RC flexural members subjected to blast loadings

The probabilistic responses of the maximum displacement and displacement ductility factor for a reinforced concrete (RC) flexural member against potential blast loadings are evaluated through a nonlinear dynamic analysis of its equivalent single-degree-of-freedom (SDOF) system. Monte-Carlo simulation is used in the analysis. Some differences are observed between the actual responses of the RC member and those of the equivalent SDOF system due to the complex behaviours of reinforced concrete structural members under blast conditions. Two non-dimensional indices are defined to quantify the differences and their expressions are generated through a large amount of numerical and statistical analyses. The approach of utilizing the indices into a probabilistic response assessment of RC flexural members accounting for different kinds of uncertainties is illustrated via four numerical examples which are verified through nonlinear dynamic finite element analysis. It is concluded that the probabilistic response of RC flexural members obtained from the developed approach have a similar distribution with those from probabilistic nonlinear finite element analysis.     

无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁承载能力的计算

锈蚀钢筋混凝土梁的承载力不仅与纵向钢筋的截面损失有关 ,而且和钢筋与混凝土之间的粘结强度的降低、混凝土保护层中出现的纵向锈胀裂缝有关。本文先考虑了由于钢筋的截面损失引起的钢筋混凝土梁的抗弯承载力的降低 ;再在梁 拱共同作用抵抗剪力的机制上 ,计算了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力 ,进而得到了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的承载力及其相应的破坏模式。对一实例的计算结果表明 ,当混凝土保护层出现纵向锈胀裂缝后 ,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度相应降低 ,梁的破坏模式由受弯破坏转向受剪破坏 ,承载能力有较大的降低。同时 ,锚固区的粘结强度的降低 ,导致梁也可能发生粘结锚固破坏。     

胶合竹木梁抗弯性能试验研究

以重组竹、胶合竹和云杉为层板材料,设计制作10组共计30根由六层层板胶合成的胶合竹木梁试件,并对其进行受弯性能试验,试验参数包括工程竹种类、层数、布置位置等;分析了各组试件的破坏模式、等效弹性模量、屈服荷载、承载力、变形能力及应变分布,通过不同胶合竹木梁组合方式的对比,提出最优组合方案;并根据组合梁的应变分布和简化本构关系,采用分层叠加法计算了各种层板组合方式胶合竹木梁的受弯承载力,同时对层板间胶层抗剪强度需求进行了分析。结果表明,在云杉胶合木梁的受拉一侧胶合工程竹板后,胶合竹木梁破坏时的变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁有明显提升,提升幅度为64.8%~123.9%;而在云杉胶合木梁的拉压区都胶合工程竹板后,承载能力和变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁都有显著提升,承载力提升幅度为63.9%~97.0%,破坏时的变形能力提升幅度为124.8%~167.5%;上部一层和下部两层木板替换成工程竹板后,承载力较纯云杉胶合木梁提高了82.3%,基本接近纯工程竹梁的力学性能,是较优的层板组合方案。     

Structural behaviour of babadua reinforced concrete beams

The strength and deformation characteristics of concrete beams reinforced with babadua bars ranging from 2.87 to 12.13% were examined from tests performed on the beams. The beams were tested to failure mostly under third-point loading. Collapse of the beams occurred mostly through either flexural failure of concrete in compression or diagonal tension failure. The experimental failure loads averaged, respectively, 6.40 and 2.62 times the theoretical flexural strength and theoretical shear strength of the unreinforced concrete section. Also, the experimental failure loads were only approximately 1.18 times the theoretical flexural strength of the reinforced concrete and 1.05 times the theoretical shear strength of the concrete sections taking into consideration the resistance of the tension reinforcement.     

考虑混凝土贡献的修正变角桁架模型

为提高有腹筋RC（钢筋混凝土）浅梁抗剪承载力的预测准确性和稳定性,提出一种考虑混凝土贡献的修正变角桁架模型。首先,基于变角桁架模型得到箍筋的抗剪贡献值计算公式,并结合塑性下限定理确定斜裂缝倾角的取值|其次,通过混凝土浅梁受压区的劈裂破坏模式得到混凝土项的抗剪贡献值计算公式,并利用尺寸效应系数考虑了混凝土项的脆性破坏特征|最后,将箍筋项和混凝土项提供的抗剪承载力进行叠加,建立有腹筋RC浅梁抗剪承载力计算公式。基于有腹筋RC浅梁抗剪承载力试验数据库ACI-DAfStb对本文、GB50010、ACI及AASHTO规范中抗剪计算公式的预测准确性进行对比评估,结果表明：文中抗剪承载力公式不仅能够体现配筋率、剪跨比和混凝土强度等主要抗剪参数的影响规律,还能考虑尺寸效应和斜裂缝倾角对抗剪承载力的修正|同时,在抗剪承载力预测准确性和稳定性方面,相对规范方法有所较高。