爆炸冲击作用下基础隔震结构动力行为研究

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随着隔震技术的不断开发与利用,由于其具有抗震性能好工程造价的成本低等优势被越来越多的民用建筑所广泛应用。而近年来民用建筑物由于燃气泄漏以及易燃易爆物品堆积不当所造成的爆炸事件频出,爆炸冲击荷载对建筑物的破坏严重同时对人们的生命安全也造成了一定的威胁。目前针对隔震结构室内爆炸的动力响应以及结构的连续倒塌的研究非常缺少,因此本文将通过LS-DYNA有限元软件模拟燃气泄漏造成的爆炸对隔震结构的影响,用等量的炸药代替燃气泄漏所产生的爆炸冲击破坏,通过改变炸药的位置对隔震结构的爆炸响应特点进行分析,并研究总结了隔震结构的破坏过程。其中本文主要研究内容为:(1)本文综述了国内外爆炸荷载作用下结构的破坏机理,并针对本文中的具体问题提出合理的研究方法。确定计算参数:隔震、炸药的材料的单元以及本构模型的选定,边界条件的选取与处理、接触方式等。通过LS-DYNA分析软件,采用流固耦合的方法模拟爆炸在土腔中的形成、扩散与传播过程,与文献中的实验数据进行对比,验证模型的合理性及有效性。(2)模拟分析炸药位置的不同对隔震层变形破坏的影响,整个模拟分析过程中不考虑重力荷载对整体结构的影响。研究了炸药分别安置在长边中柱、角柱、内部中柱附近相同炸药高度,分析不同关键柱发生破坏后对整体隔震结构得影响,模拟分析发现在长边中柱附近破坏对整体结构得影响较大。(3)研究模拟炸药在固定的关键柱附近且炸药高度分别选用0m、1.65m、2.75m时整体结构破坏过程,模拟分析发现各层的构件中首层的破坏最大,炸药的高度在0m的位置时对结构得整体变形破坏较大。(4)依据GSA2003中的倒塌准则,从替代传力路径与直接模拟这两种连续倒塌分析方法中选取模拟计算时间短、计算结果直观精确的直接模拟法进行连续倒塌分析。并利用重启动功能施加重力荷载,建立带地基土、炸药、空气、与隔震结构的耦合体系模型,研究在不同关键柱附近发生破坏后隔震结构的倒塌破坏的过程。
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