武汉科技大学本科毕业设计外文翻译
Failure of Blast-Loaded Reinforced Concrete Slabs
J. S. KUANGand H. F. TSOI
Department of Civil and Environmental Engineering, Hong Kong
University of Science and Technology, Hong Kong
爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的失效分析
J. S. KUANG 和H. F. TSOI
土木与环境工程系,香港科技大学,香港
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爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的失效分析
J. S. KUANG 和H. F. TSOI
[摘要] 爆炸荷载作用下，钢筋混凝土矩形板的弯曲效应和破坏形态是基于刚塑性模
型来研究的。正交各向异性钢筋和非对称支撑的弯曲限制作用共同影响了结构配置和细部结构。本篇文章对两个方案的失效模式进行了介绍，并根据典型爆炸载荷的动态响应特性进行了概述。通过大量的研究，对目前模型和显式有限元模拟得到的结果进行了比较。结果表明，所提出的分析能够获得钢筋混凝土板动态响应特性的基本特征，为爆破设计和混凝土板的评估提供了一种简单而有效的方法。
关键词:爆炸荷载、钢筋混凝土板、破坏机理、产量。
1 介绍
近年来,民用楼房和建筑物意外地受到恐怖袭击的威胁,尤其是汽车炸弹的或其他便携式引爆装置。这些高机动性的潜在威胁对结构安全提出了一个具有挑战性的问题,任何结构部件都可能会受到不可预知的负载,然而他们没有在负载类型和强度这两个方面进行设计。有一些历史事件,比如俄克拉荷马城爆炸案,它告诉我们，局部的剧烈负载可以引起结构的不对称崩溃。在这方面,影响组件的故障预测成为评估一个现实结构抗爆炸性能的非常有价值的指标。
在这篇文章中，论述了关于爆炸荷载作用下钢筋混凝土矩形板的动态特性的设计方法。分析基于刚塑性模型,基于有效性爆炸效应作用下钢筋混凝土构件为非弹性变形这一基本事实。正交各向异性矩形板的弯曲公式介绍了强化和支撑弯曲约束。类似于静态柱截面分析失效模型,刚塑性模型分析中分析一个动态容许速度场。两个方案的速度场或失败的模型,论述了修改过后的动态刚塑性反应金属板(考克斯和Morland 1959;科马罗夫和Nemirovskii （1986)。
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2 分析
2.1 两个失败方案
考虑一个矩形钢筋混凝土板的长宽比λ≡a / b≥1,在a和b分别是长度和宽度。没有提供给板横向边界限制,因此不产生影响。正交的钢筋被假定为结合的主要几何轴板。积极(消极的)弯曲时效电阻在α-和β- m pα方向和m pβ(m ' pα和m ' pβ)分别对应方向α和β的长度为a、宽度b板。介绍了一个正交的跨度的阻力系数 K=√Mpβ/Mpα。 结构配置和细部强化在现实结构中可沿着边界负收益率影响弯曲能力,从而部分弯曲约束指定了每个支持边缘定义的约束因素,0≤ρ≤1,对应于一个支持弯曲能力ρm p(≡ρ'p),ρ(ρ”)它代表了积极(消极)矩形板配筋率,一组四个约束因素来标示{ρα1、ρα2,ρβρβ2 },在相应的支持下旋转用{φα1、φα2φβ1,φβ2 }。然后下面的约束比率被定义,
轴,分别和通常是大于或等于1清晰。
一个矩形板的失效机制支持在所有边缘示意图计划和方案二,如图1所示。方案二是roof-shaped横向速度剖面与塑性变形集中在刚性板之间的相对旋转部分离散屈服线,虽然方案二包括有限的中央出现塑性区,一般作为外部负载达到一个更高的水平比可以均衡机制的计划我在不违反动态可容许。变量ξ(τ)和η(τ)介绍了定义屈服线模式和规模。中央塑性区,τ是一个无量纲时间,ξ1 +ξ2≤1和η1 +η2≤1。爆炸加载,如一般的实用设计,视为一个统一的压力脉冲,这是一个合理的简化远距离爆炸(史密斯和海瑟林顿1994)。
这
个比率κρ表示支持asymme尝试两个主要轴;κακβ表明支持不对称的两个边缘小和大
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（a）模型1 （b）模型2
2.2 控制方程
据分析得，正常旋转板部分对应于故障首次引入机制如图1所示
这里
（1）
(τ),正常如
（2）
重力加速度g,T是一个规定的时间尺度,qwis自重造成板的单位面积。压力负荷,问
（3）
如图1所示(b),方案二的特征,是一个中央塑料佐薇ne周围四个刚性板零件旋转对其边界边,然后将控制方程Λ≡κρκmλ。方程(4)(4d)分别代表每个板部分的转动平衡,方程(4e)代表的平移平衡中央塑性区,一个均匀的应力状态预测为纯弯曲响应和塑性变形发生沿区域边界;(4f)只是简单说明了运动学方程的连续性条件。如图1所示(一个),方案二类似传统的屈服线模式的静态崩溃分析钢筋混凝土板,没有一个中央塑性区。控制方程从而可以通过减少方程(4)方案二世把η1 +η2≡1和消除方程(4 e),给出的
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（4）
（5）
2.3 增长模式
在静态崩溃,它可以表明,给出的极限载荷
与相应的增长模式参数
（6）
（7）
动态塑性响应发生在负载强度高于极限载荷,并被我计划或方案二。强度相对较低,计划我和变形模式适用于类似于静态崩溃;而强度高,塑性区中部形式和变形模式改变了方案二。这种转变的临界负载机制的崩溃
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