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【碩士】砌塊墻體爆炸損傷數(shù)值分析與評(píng)估
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【碩士】砌塊墻體爆炸損傷數(shù)值分析與評(píng)估 授予學(xué)位:碩士 學(xué)位授予單位:沈陽(yáng)建筑大學(xué) 學(xué)位年度:2011 砌體結(jié)構(gòu)在所有建筑類(lèi)型中占相當(dāng)高的比例,混凝土配筋砌塊砌體又是當(dāng)前砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向之一。然而,砌體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗爆炸荷載的能力相對(duì)較低。近年來(lái),爆炸事件頻繁發(fā)生。一旦砌體結(jié)構(gòu)發(fā)生爆炸破壞,將帶來(lái)巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)不安定。所以,對(duì)混凝土砌塊砌體結(jié)構(gòu)抵抗爆炸荷載研究是工程結(jié)構(gòu)抗爆的迫切需要?! ? 本文利用商用有限元軟件對(duì)混凝土砌塊墻體爆炸荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)、破壞模式、倒塌機(jī)理等進(jìn)行了分析,并提出評(píng)估措施等。主要工作有以下幾個(gè)方面: ?。?)模擬分析了混凝土砌塊墻體動(dòng)力響應(yīng)的影響因素。本文著重模擬分析了有構(gòu)造柱約束的墻體和縱橫交錯(cuò)墻體承受不同爆炸沖擊荷載時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)和破壞模式。分析了炸藥量、爆炸距離、墻體的約束方式、墻體的配筋等對(duì)砌體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的影響規(guī)律。通過(guò)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):墻體的上下兩端容易發(fā)生剪切破壞,墻體中部易發(fā)生彎曲破壞,縱橫交錯(cuò)砌體墻和有構(gòu)造柱約束的墻體能夠降低墻體的響應(yīng)并且提高墻體抵抗爆炸沖擊荷載的能力?! 。?)分析了混凝土砌塊墻體在承受爆炸荷載時(shí)的倒塌機(jī)理。選擇墻體豎向荷載軸壓比分別為0.2、0.3和0.5,相同爆炸距離和炸藥量的三種工況進(jìn)行模擬分析,模擬得出了兩種倒塌模式— 失穩(wěn)倒塌和受壓倒塌,同時(shí)分析了兩種倒塌機(jī)理發(fā)生的原因和過(guò)程。模擬結(jié)果顯示,在相同爆炸荷載作用下,豎向荷載的軸壓比對(duì)倒塌模式有很大的影響?! 。?)分析了混凝土砌塊墻體的破壞形式。分別模擬了砌塊墻體的彎曲破壞、脆性破壞和聯(lián)合破壞,其中脆性破壞主要以剪切破壞為主。模擬結(jié)果顯示:砌塊墻體在遠(yuǎn)距離爆炸沖擊荷載作用下容易發(fā)生彎曲破壞;在近距離、炸藥量比較大的情況下容易發(fā)生剪切破壞。但是,在多數(shù)情況下,砌塊墻體會(huì)發(fā)生既有脆性破壞特征又有彎曲破壞特征的聯(lián)合破壞?! 。?)提出混凝土砌塊墻體爆炸損傷評(píng)估措施。推導(dǎo)出單自由體系在脈沖荷載、動(dòng)力荷載和準(zhǔn)靜態(tài)荷載三種荷載作用下的P-I 曲線(xiàn)。采用數(shù)值模擬法繪制了墻體的P-I 曲線(xiàn),為了消除墻體尺寸效應(yīng)對(duì)P-I 曲線(xiàn)的影響,繪制了三種不同高厚比墻體的P-I 曲線(xiàn)。首先模擬確定出墻體的若干損傷臨界點(diǎn),再由損傷臨界點(diǎn)擬合出P-I 曲線(xiàn)?! ? 最后,對(duì)全文所做的工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)下一步研究工作進(jìn)行了展望?! ?
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