CFRP鋼管混凝土柱抗爆動力響應研究.pdf

1、頻繁發(fā)生的爆炸事件導致對房屋建筑及結構的破壞不僅帶來了巨大的經(jīng)濟損失,還造成了大量的人員傷亡。因此對建筑物進行抗爆設計、研究爆炸荷載作用下結構構件的動力響應及研究如何提高和增強結構的抗爆性能成為了迫切的要求。碳纖維(carbon fiber reinforced polymer/plastic,簡稱CFRP)鋼管混凝土這種新型結構可以充分發(fā)揮三向受壓混凝土抗壓強度高的優(yōu)點,同時可以避免鋼管的屈曲,承載能力更高、耐久性能更好。將CFRP結

2、合鋼管使用,可以減小鋼管的壁厚,減輕結構整體的自重,也可用它替代高強鋼材,從而降低鋼管混凝土的成本,同時還可以在一定程度上解決鋼管腐蝕和CFRP筒塑性不足的問題。本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結合的方法,研究了CFRP鋼管混凝土柱在爆炸荷載作用下的動力響應。主要內容和成果為:
　　(1)采用鋼管混凝土統(tǒng)一理論求解了CFRP鋼管混凝土柱的組合剛度,推導了CFRP鋼管混凝土柱的塑性極限彎矩,用下降三角形荷載代替爆炸荷載,用等效單自由度體

3、系方法求解了CFRP鋼管混凝土柱在爆炸荷載作用下的動力響應。
　　(2)利用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA,采用Solid164單元模擬鋼管和混凝土,Shell163單元模擬CFRP,建立了CFRP鋼管混凝土柱模型,通過對結構一側施加下降三角形荷載模擬爆炸荷載對結構的作用。將數(shù)值分析結果與理論計算結果進行比較,結果吻合較好,可以互為驗證。
　　(3)通過改變模型參數(shù)及爆炸荷載-時間曲線,分析了CFRP加固層數(shù)、含鋼率、