不同干挂型材对钢筋混凝土柱减爆防护效果研究

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1、不同干挂型材对钢筋混凝土柱减爆防护效果研究StudyonEffectforBlastDamageMitigationofReinforcedConcreteColumnwithDifferentDryHangingProfiles学科专业：土木工程作者姓名：吴婷婷指导教师：师燕超教授天津大学建筑工程学院二零一七年十二月摘要近些年来，世界上恐怖袭击爆炸事件频繁发生，不仅会造成爆源附近的人员伤亡，爆炸冲击波传播到周围的建筑结构上，还会引起建筑结构构件的破坏，甚至连续倒塌，造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失。因此，急需通过结构抗爆、防爆及减爆等技术措施，避免或减轻爆炸荷载作用下重要建筑结构的

2、局部损伤及破坏。本文以钢筋混凝土柱为研究对象，提出了基于不同型材的结构构件减爆防护技术措施。该技术采用广泛用于结构构件饰面工程的干挂型材，通过型材的损伤破坏以及与冲击波的相互作用，达到减少作用于钢筋混凝土柱上的爆炸荷载，减轻结构构件爆炸荷载效应的目的。为了研究提出方法的有效性，本文采用数值模拟技术，系统研究了干挂石材、干挂铝板两类防护技术的防护效果及防护机理；分析了影响其防护效果的关键因素，并进一步开展了基于上述减爆防护措施的优化设计，主要研究工作和研究成果如下：（1）采用了爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱损伤破坏以及基于干挂石材、干挂铝板的钢筋混凝土柱减爆防护效果的数值分析方法；并借助钢筋

3、混凝土柱减爆防护效果的评价方法，得到了基于干挂石材、干挂铝板的钢筋混凝土柱减爆防护措施的防护机理。（2）通过参数分析，研究了影响干挂石材、干挂铝板减爆防护效果的关键因素，结果表明，对于干挂石材，干挂间距的增加会减小柱子的位移峰值和提高柱子的轴向剩余承载力，厚度的增加也会减小柱子的位移峰值和提高柱子的轴向剩余承载力，从而增强对柱子的防护效果；对于干挂铝板，干挂间距的变化对柱子防护效果没有显著影响，而厚度增加会减小柱子的位移峰值和提高柱子的轴向剩余承载力，从而增强对柱子的防护效果。（3）对比分析了干挂石材、干挂铝板两种干挂型材防护效果的差别，从二者防爆机理的角度分析了引起其防护效果差异的原

4、因，提出了相应的减爆优化设计建议。关键词：流固耦合，干挂石材，干挂铝板，减爆防护，减爆机理，防护效果评价IABSTRACTRecently,thefrequentterroristattacksintheworldhavenotonlycausedcasualtiesinthevicinityoftheexplosionsource,butalsospreadtheblastshockwavetothesurroundingbuildingstructures,causingstructuralcomponentdestructionorevencollapseinsuccession

5、,causingheavypersonnelCasualtiesandhugepropertydamage.Therefore,itisurgentlynecessarytoavoidorreducethelocaldamageanddamageoftheimportantbuildingstructuresundertheactionofexplosionloadthroughthetechnicalmeasuresofexplosion-proof,explosion-proofandexplosion-reduction.Inthispaper,reinforcedconcret

6、ecolumnsastheresearchobject,basedondifferentsectionsofthestructuralcomponentsdetonationprotectiontechnologyandmeasures.Thetechnologyuseswidelyusedinthestructuralcomponentsofthedecorativesurfaceofthedryhangingprofiles,throughthedamageprofilesandtheinteractionwiththeshockwave,toreducetheexplosionl

7、oadonthereinforcedconcretecolumntoreducetheexplosionloadeffectofstructuralelements.Inordertostudytheeffectivenessoftheproposedmethod,thenumericalsimulationtechnologywasusedtosystematicallystudytheprotectiveeffectandprotectiv