二次爆炸作用下钢筋混凝土梁动力响应的数值模拟

为了探究钢筋混凝土梁在二次爆炸作用下的毁伤效应,开展了相关数值分析研究：利用LS-DYNA中的流固耦合算法和完全重启动技术,对钢筋混凝土梁二次爆炸试验进行了数值模拟,分析结果与试验结果基本一致,验证了模拟方法和材料模型参数的正确性;在此基础上,对二次爆炸场景进行扩展,对典型足尺钢筋混凝土梁进行建模分析,探究了爆炸场景、混凝土强度、纵筋配筋率和箍筋配筋率对二次爆炸作用下钢筋混凝土梁损伤破坏模式和动力响应的影响。结果表明：由于压力膜效应的存在,在保持爆炸总当量不变的前提下,单次爆炸对钢筋混凝土梁构件造成的损伤比连续两次爆炸造成的累积损伤更严重;提高混凝土强度可以显著提高二次爆炸作用下钢筋混凝土梁的抗爆性能;提高纵筋配筋率对梁抗爆性能的提升效果不明显;而对混凝土梁支座部位采用箍筋加密措施可以降低钢筋混凝土梁在爆炸作用下的剪切破坏程度,提高钢筋混凝土梁在二次爆炸作用下的抗爆性能。
进一步计算得到了所涉及二次爆炸场景下两种不同设计参数钢筋混凝土梁的等损伤曲线,建立了相应的损伤程度分区图。