【碩士】爆炸荷載作用下混凝土砌塊墻力學性能研究

內容簡介

　　【碩士】爆炸荷載作用下混凝土砌塊墻力學性能研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2011　　近年來，恐怖爆炸襲擊給全世界的政治、經(jīng)濟、環(huán)境和人民生命財產(chǎn)造成了巨大破壞?？植酪u擊一般發(fā)生在人口密集的建筑物和有重要政治、經(jīng)濟、軍事等影響的建筑物上。這些建筑物通常都是框架結構內填充混凝土砌塊(Concrete MasonryUnit CMU )。當爆炸物在靠近建筑物的地方爆炸，會導致墻體和窗戶破壞，向內飛散的墻體殘片(塊)會使內部人員傷亡。為研究砌體墻在爆炸荷載下的響應機理，本文采用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA，建立墻體的有效分析模型，并對砌體墻在爆炸荷載作用下的變形與破壞模式進行數(shù)值模擬，同時采用Polymer Sheet材料加固墻體，研究其在爆炸荷載下的破壞機理?！　? 研究表明:①本文所采用的材料模型和參數(shù)，如混凝土砌塊材料本構模型(%號材料模型)和Polymer Sheet材料本構模型(24號材料模型)、砌塊與砌塊之間的固連一斷開接觸模型、砌塊之間接觸的抗拉強度和抗剪強度(分別為0.3MPa和0.4MPa )以及開裂后的摩擦系數(shù)(取0.7 )等，可以較好的模擬爆炸荷載下砌體墻的實際情況;②當爆炸荷載的峰值壓力小于0.385MPa時，不加固墻體對建筑內部人員威脅很小;當峰值壓力大于0.385MPa時，隨著峰值壓力的增大，砌塊拋射速度也增大，對建筑物內部威脅逐漸加大，需要進行加固防護;③當爆炸荷載的峰值壓力△P}0.95MPa} Polymer Sheet材料可以起到很好的防護作用，能夠很大程度上阻止散落砌塊的拋射;當峰值壓力△P > 0.95MPa時，Polymer Sheet材料徹底斷裂，砌塊和防護膜以整體形式向建筑內部拋射;④經(jīng)Polymer Sheet材料加固墻體和未加固墻體相比，跨中位移略有減小，跨中速度幾乎沒有改變;⑤對不同荷載工況下防護膜應力和應變的分析發(fā)現(xiàn)，當峰值壓力△P 小于等于0.95MPa時，應力和應變峰值均出現(xiàn)在上下跨端錨固處，特別是當峰值壓力接近0.95MPa時，錨固處單元達到所定義的斷裂應變而發(fā)生斷裂;其次出現(xiàn)在跨中處，最大應力和應變約為20MPa和60%其他部位的應力和應變分別小于20MPa和60%;⑥估算了TNT當量為1000kg,5OOkg, 225kg和100kg情況下未加固墻體和經(jīng)Polymer Sheet材料加固墻體的安全防護距離。　　

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