砌體填充墻抗爆性能的數(shù)值模擬.pdf

1、砌體墻由于其良好的經(jīng)濟(jì)性在工程中得到了廣泛應(yīng)用。無(wú)論是作為砌體結(jié)構(gòu)的主要受力部件，還是作為框架結(jié)構(gòu)及框剪結(jié)構(gòu)的填充部件，目前在我國(guó)仍然普遍使用。然而隨著爆炸恐怖襲擊事件的日益頻發(fā)，相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)砌體墻表現(xiàn)出很強(qiáng)的脆性，高速爆炸沖擊荷載下砌體墻破壞產(chǎn)生的碎片以很高的速度拋射，會(huì)給建筑的使用者造成嚴(yán)重的傷害。因此自9.11恐怖襲擊事件以來(lái)，世界各國(guó)的政府和研究機(jī)構(gòu)對(duì)砌體墻的抗爆問(wèn)題進(jìn)行了廣泛而深入的研究。目前砌體墻在大中小城市主要作為

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的圍護(hù)構(gòu)件,因此研究其在爆炸沖擊荷載作用下的抗爆性能顯得尤為必要。近幾十年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元技術(shù)得到很大的發(fā)展，使得利用有限元軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗爆分析成為可能?；谝陨媳尘?，本文采用ANSYS/AUTODYN軟件對(duì)砌體填充墻進(jìn)行大量的有限元模擬，同時(shí)結(jié)合砌體墻的落錘沖擊試驗(yàn)來(lái)探究砌體墻抗爆的規(guī)律。
　　本文以12墻、24墻及加固24墻為主要研究對(duì)象，并著重分析其動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律，破壞過(guò)程演變及碎塊拋射規(guī)律。本文完成的主要

3、研究?jī)?nèi)容有：
　　(1)采用有限元分析軟件 ANSYS/AUTODYN對(duì)近地面爆炸荷載作用下（不同比例距離作用下）砌體填充墻不同部位超壓荷載分布情況進(jìn)行研究分析，得出砌體墻在近距離地表爆炸作用下沖擊荷載分布規(guī)律:數(shù)值模擬結(jié)果表明當(dāng)距離較近時(shí)，爆炸沖擊荷載在砌體墻表面分布極為不均勻，隨著隔離距離的增大爆炸沖擊荷載分布越來(lái)越均勻,此外發(fā)現(xiàn)增大爆距可以顯著減小爆炸超壓荷載。
　　(2)對(duì)12墻，24墻，加固24墻進(jìn)行近距離手提箱包

4、炸彈作用下的抗爆數(shù)值模擬，以觀察各砌體填充墻在爆炸沖擊荷載作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和破壞規(guī)律。通過(guò)數(shù)值模擬可以發(fā)現(xiàn)在近距離手提箱包炸彈的爆炸荷載作用下，各砌體墻都會(huì)倒塌破壞，其破壞規(guī)律是一致的，但是破壞程度有差異。24墻及加固24墻相對(duì)12墻碎片拋射速度有較明顯的降低。加固24墻由于聚氨酯加固膜的兜裹作用，最終會(huì)明顯減小碎塊的出墻面位移和速度，此外砌體墻各測(cè)點(diǎn)拋射速度與比例距離的關(guān)系曲線與超壓峰值與比例距離關(guān)系比較相似。
　　(3)對(duì)比砌