【摘要】：隨著恐怖爆炸襲擊威脅增加,地鐵內(nèi)部發(fā)生爆炸概率增大。地鐵車站柱作為主要承載構(gòu)件,當(dāng)其遭受近距離爆炸荷載作用后,需要對(duì)其進(jìn)行爆炸荷載作用下的損傷評(píng)估,評(píng)價(jià)其損傷等級(jí)進(jìn)而進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)安全性鑒定。利用有限元分析方法,建立"炸藥-空氣-混凝土柱"耦合分析模型,通過(guò)已有試驗(yàn)驗(yàn)證了模型適用性。提出了基于承載能力的地鐵車站柱的損傷評(píng)估方法,將地鐵車站柱損傷破壞分為不同損傷等級(jí),對(duì)典型地鐵車站柱在不同炸藥作用下的損傷進(jìn)行了評(píng)估。利用耦合計(jì)算模型和評(píng)估方法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土地鐵車站柱在近距離內(nèi)爆炸荷載作用下的損傷評(píng)價(jià)和抗爆設(shè)計(jì)。
【圖文】：

噱苧故保噌渲?ε·s=3×10－5s－1，lgγ=6．156α－2，α=1/(5+0．9fc)，其中fc是混凝土的靜態(tài)抗壓強(qiáng)度�；炷潦芾�:DIF=(ε·/ε·s)δε·≤1．0s－1(3)DIF=β(ε·/ε·s)1/3ε·＞1．0s－1(4)式中:ε·是混凝土應(yīng)變率，其范圍是3×10－5s－1到300s－1，ε·s是靜態(tài)參考應(yīng)變率，受壓時(shí)，其中ε·s=10－6s－1，lgβ=6δ－2，α=1/(1+0．8fc)，其中fc是混凝土的靜態(tài)抗壓強(qiáng)度。圖1鋼筋本構(gòu)模型Fig．1Constitutivemodelofreinforced鋼筋本構(gòu)采用雙線性彈塑性模型，如圖1所示，對(duì)應(yīng)的LS-DYNA中使用材料MAT_PIECEWISE_LINEAＲ_PLASTICITY關(guān)鍵字。在爆炸沖擊荷載作用下，，需要考慮2振動(dòng)與沖擊2017年第36卷

鋼材應(yīng)變率效應(yīng)，其動(dòng)力強(qiáng)度增大系數(shù)計(jì)算式為DIF=(ε·/10－4)α，其中ε·為鋼筋的應(yīng)變率(s－1)，其范圍是10－4s－1到225s－1，α=0．074－0．04fy/414，fy為鋼筋屈服強(qiáng)度，其中290MPa≤fy≤710MPa。1．3有限元模型驗(yàn)證WOODSON等［11］做了鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)遭受爆炸荷載野外試驗(yàn)，模型是1/4縮尺的兩層框架結(jié)構(gòu)，本文選取框架試驗(yàn)的中柱試驗(yàn)結(jié)果作為驗(yàn)證。試驗(yàn)框架如圖2所示，試驗(yàn)柱是位于框架結(jié)構(gòu)一層中間，截面尺寸和配筋相對(duì)較小，框架結(jié)構(gòu)兩側(cè)柱則具有較高的配筋率和截面尺寸，以保證邊跨在沖擊荷載下發(fā)生的較小的變形，試驗(yàn)柱和邊柱的尺寸及配筋情況如表1所示。圖3是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)照片，柱頂施加質(zhì)量配塊用來(lái)給試驗(yàn)柱施加一定軸向荷載。試驗(yàn)中采用7．1kg的C4炸藥，距離地面高度為0．229m，距離試驗(yàn)框架水平距離為1．07m。由于使用1/4縮尺模型，試驗(yàn)中采用電線絲模擬框架中鋼筋，采用復(fù)合材料來(lái)模擬混凝土。試驗(yàn)中所對(duì)應(yīng)的混凝土和鋼筋材料參數(shù)屬性如表3所示。圖2結(jié)構(gòu)示意圖Fig．2structurediagram圖3試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖片F(xiàn)ig．3Testpicture表1試驗(yàn)中柱尺寸及配筋Tab．1Testcolumnsizeandreinforcement柱寬/mm柱深/mm柱高/mm箍筋縱筋保護(hù)層/mm中柱8585900Φ1．6@1008Φ3．28．5邊柱4006004600Φ10@2008Φ2025表2爆炸荷載性質(zhì)Tab2．ExplosivepropertyC4炸藥當(dāng)量/kgTNT炸藥當(dāng)量/kg水平距離/m炸藥高度/m柱初始應(yīng)力/MPa7．18．01．070．2292．1表3材料屬性Tab．3Materialproperties混凝土軸心抗壓強(qiáng)度/MPa縱筋屈服強(qiáng)度/MPa縱筋極限強(qiáng)度/MPa縱筋極限應(yīng)變箍筋屈服強(qiáng)度/MPa箍筋極限強(qiáng)度

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本文編號(hào)：2700355