侧向近爆荷载下RC梁动力响应及破坏形态分析

摘要

为探究钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁在侧向近爆荷载下的动力响应和破坏形态,基于通用显式有限元分析软件LS鄄DYNA建立RC梁数值模型展开数值分析,并与竖向近爆荷载作用时RC梁进行对比,分析比例距离、惯性矩、荷载作用面积及不对称配筋对RC梁动力响应和破坏形态的影响。通过改进等效单自由度法进一步分析RC梁承受侧向近爆荷载时的动力响应发现:随着比例距离的减小,RC梁的动力响应逐渐增大;由于惯性矩和荷载作用面积的影响,侧向起爆时的峰值位移是竖向起爆时的4～5倍;侧向起爆时RC梁不对称配筋对位移影响较小;改进的等效单自由度(single degree of freedom,SDOF)法可用于侧向近爆荷载作用下RC梁的动力响应计算,结果可靠且计算效率高;竖向起爆时,随着比例距离的减小,RC梁的破坏形态由弯曲破坏逐渐转变为弯剪破坏,随着比例距离的减小剪力影响越来越大;侧向起爆时,随着比例距离的减小,RC梁的破坏形态由弯曲破坏逐渐转变为局部破坏,配筋率高的侧面可以更好地抑制混凝土裂缝的产生和发展;竖向起爆时RC梁具有更强的抗爆性能,RC梁承受侧向爆炸荷载时会发生更严重的破坏,对结构的影响更大,因此需重视侧向爆炸荷载下RC梁的工程防护研究。

关键词

RC梁 / 侧向近爆荷载 / 不对称配筋 / 等效单自由度法 / 动力响应 / 破坏形态