【摘 要】
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近年来国内外恐怖爆炸和突发性爆炸事件频发,爆炸事故不仅难以提前预防,并且一旦发生就会伴随大量的人员伤亡与公共财产损失,而且爆炸事故对建筑往往会对周围建筑造成严重的损伤。传统墙板作为最易受到爆炸冲击的构件,其抗爆性能存在严重的局限性。因此,提出并研究抗爆性能优异的新型墙板对于预防恐怖袭击及偶然发生的爆炸事故具有十分重要及深远的意义。双钢板-混凝土组合剪力墙板是一种具有优异抗爆能力的新型构件,它比相同
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近年来国内外恐怖爆炸和突发性爆炸事件频发,爆炸事故不仅难以提前预防,并且一旦发生就会伴随大量的人员伤亡与公共财产损失,而且爆炸事故对建筑往往会对周围建筑造成严重的损伤。传统墙板作为最易受到爆炸冲击的构件,其抗爆性能存在严重的局限性。因此,提出并研究抗爆性能优异的新型墙板对于预防恐怖袭击及偶然发生的爆炸事故具有十分重要及深远的意义。双钢板-混凝土组合剪力墙板是一种具有优异抗爆能力的新型构件,它比相同厚度的传统钢筋混凝土剪力墙具有更高的轴压承载力与平面外抗弯刚度;且比相同厚度的加劲钢板剪力墙的用钢量更少,并具有更佳的抗屈曲能力,广泛应用于国内外的超高层建筑中。而双波纹钢板-混凝土组合剪力墙与传统的双钢板-混凝土组合剪力墙板相比,其平面外抗弯刚度显著提高,且具有更高的抗压承载力与抗剪承载力。然而由于场地限制及试验用具的特殊性,其抗爆性能尚未得到揭示。本文通过数值模拟的方法研究分析了不同波纹形状对于组合剪力墙板抗爆性能的影响,给出了组合墙板在近场爆炸作用下跨中最大挠度的经验公式。本文开展的研究工作主要如下:(1)按照《钢板剪力墙技术规程》设计并制作了两块缩尺的双钢板-混凝土组合剪力墙板(CDPW)试件,并在试验场对试件进行了接触爆炸试验,通过记录并分析其损伤模式、不同测点的位移及加速度,分析了CDPW试件在接触爆炸作用下的抗爆性能。(2)利用ANSYS/LS-DYNA对双波纹钢板-混凝土组合剪力墙(CDCPW)试件在接触爆炸作用下的动态响应进行数值计算,研究了其在接触爆炸作用下的损伤模式与跨中最大挠度,并参数化分析了波纹对齐方式、波纹密度及波纹深度等因素对CDCPW试件在接触爆炸作用下抗爆性能的影响,利用第二章试验结果进行了验证,证明数值模拟方法在计算接触爆炸时的准确性。(3)使用数值计算方法研究了CDCPW试件在近场爆炸作用下的损伤模式与跨中最大挠度,并利用Richard Liew的试验结果进行了验证,证明数值模拟方法在计算近场爆炸时的准确性与可靠性。参数化分析了波纹对齐方式、波纹密度、波纹深度等因素对CDCPW试件在近场爆炸作用下抗爆性能的影响。(4)基于数值模拟得到的CDCPW试件跨中最大位移数据,通过多元非线性回归分析得到了其在近场爆炸作用下的跨中最大位移经验公式,经验公式的决定系数R~2为0.991,表明本文的经验公式具有较高准确性与可靠度。
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