火灾后钢管RPC柱抗爆动力响应数值模拟研究

摘要：动力多灾害作用下工程结构防护问题已成为当前研究的热点,采用LS-DYNA软件对ISO-834标准火灾后的钢管RPC柱抗爆动态响应全过程进行了模拟。首先采用ANSYS软件模拟钢管RPC在高温作用下的温度场分布,进一步得出钢管和核心混凝土的残余强度,在此基础上分别用弹塑性模型和K&C模型描述钢管和RPC的本构关系。结合试验研究,采用参数化分析方法研究了荷载参数(受火时间、比例距离、轴向荷载)、几何特征参数(含钢率、长径比)和材料性能参数(钢材强度)对火灾后钢管RPC柱抗爆性能的影响规律。结果表明:数值模拟结果和试验结果吻合良好,说明本文模拟方法可以合理刻画火灾后钢管RPC柱抗爆动力行为。受火后的钢管RPC柱在爆炸荷载作用下钢管仍能有效约束核心RPC,柱的破坏形态以弯曲破坏为主,表现出良好的抗爆性能。高温作用导致钢管混凝土强度裂化,刚度降低,爆炸作用下构件变形明显增大;减小比例距离引起构件中部出现更明显的变形,且支座处有剪切破坏趋势。

关键词：爆炸荷载 火灾 钢管rpc 动力响应 数值模拟 

单位：陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室; 南京210007; 中山大学土木工程学院; 广州510275