二次内爆作用下钢筋混凝土结构累积毁伤研究

摘要

钢筋混凝土结构是常见的建筑结构形式，其内部爆炸的毁伤效应研究具有十分重要的现实意义.本研究通过与试验数据对比，验证了钢筋混凝土结构有限元建模方法的准确性.基于此方法，建立了2/3缩比的钢筋混凝土剪力墙结构有限元模型，分析不同房间单独爆炸作用下顶板和剪力墙构件的破坏模式和动力响应，以及两个房间连续爆炸后的累积毁伤发展规律.研究表明：采用1 kg TNT单独爆炸时，毁伤主要发生在沿顶板的塑性铰线方向和墙板构件的连接支座处，顶板的破坏程度、位移和加速度响应均显著高于剪力墙，房间二和房间三顶板中心峰值位移分别达到41.5 mm和63.1 mm，残余位移分别为32.2 mm和46.1mm；两个房间连续爆炸工况下，对于强度较低、初始毁伤较大的板构件，二次连续内爆作用下的累积毁伤明显高于单独爆炸的毁伤线性叠加，房间二和房间三的顶板中心峰值位移分别高出133.6%和24.9%，残余位移分别高出144.6%和29.4%，因此必须考虑累积毁伤效应；但是，对于强度较高、初始毁伤较弱的墙构件，二次连续爆炸作用下的累积毁伤略微高于单独爆炸的毁伤线性叠加，可认为二者近似相等，此情况下可不考虑累积毁伤效应的影响.

关键词

钢筋混凝土 / 有限元法 / 连续爆炸 / 累积毁伤 / 动态响应

基金资助

长沙市杰出创新青年培养计划资助项目（kq2107010）; 国家自然科学基金资助项目（11972371）