【碩士】爆炸荷載作用下混凝土砌塊墻力學(xué)性能研究

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　　【碩士】爆炸荷載作用下混凝土砌塊墻力學(xué)性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：長安大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　近年來，恐怖爆炸襲擊給全世界的政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和人民生命財(cái)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(jì)、軍事等影響的建筑物上。這些建筑物通常都是框架結(jié)構(gòu)內(nèi)填充混凝土砌塊(Concrete MasonryUnit CMU )。當(dāng)爆炸物在靠近建筑物的地方爆炸，會(huì)導(dǎo)致墻體和窗戶破壞，向內(nèi)飛散的墻體殘片(塊)會(huì)使內(nèi)部人員傷亡。為研究砌體墻在爆炸荷載下的響應(yīng)機(jī)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(duì)砌體墻在爆炸荷載作用下的變形與破壞模式進(jìn)行數(shù)值模擬，同時(shí)采用Polymer Sheet材料加固墻體，研究其在爆炸荷載下的破壞機(jī)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(gòu)模型(%號(hào)材料模型)和Polymer Sheet材料本構(gòu)模型(24號(hào)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(qiáng)度和抗剪強(qiáng)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(shí)際情況;②當(dāng)爆炸荷載的峰值壓力小于0.385MPa時(shí)，不加固墻體對(duì)建筑內(nèi)部人員威脅很小;當(dāng)峰值壓力大于0.385MPa時(shí)，隨著峰值壓力的增大，砌塊拋射速度也增大，對(duì)建筑物內(nèi)部威脅逐漸加大，需要進(jìn)行加固防護(hù);③當(dāng)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(hù)作用，能夠很大程度上阻止散落砌塊的拋射;當(dāng)峰值壓力△P > 0.95MPa時(shí)，Polymer Sheet材料徹底斷裂，砌塊和防護(hù)膜以整體形式向建筑內(nèi)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(duì)不同荷載工況下防護(hù)膜應(yīng)力和應(yīng)變的分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)峰值壓力△P 小于等于0.95MPa時(shí)，應(yīng)力和應(yīng)變峰值均出現(xiàn)在上下跨端錨固處，特別是當(dāng)峰值壓力接近0.95MPa時(shí)，錨固處單元達(dá)到所定義的斷裂應(yīng)變而發(fā)生斷裂;其次出現(xiàn)在跨中處，最大應(yīng)力和應(yīng)變約為20MPa和60%其他部位的應(yīng)力和應(yīng)變分別小于20MPa和60%;⑥估算了TNT當(dāng)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(hù)距離。　　

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