近爆作用下压型钢板组合楼板动力响应及影响因素数值分析

张秀华，高珊，吴建

(1.东北林业大学 土木工程学院，哈尔滨 150040；2.江苏省结构工程重点实验室，江苏 苏州 215011)



近爆作用下压型钢板组合楼板动力响应及影响因素数值分析

张秀华1,2，高珊1，吴建1

(1.东北林业大学 土木工程学院，哈尔滨 150040；2.江苏省结构工程重点实验室，江苏 苏州 215011)

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，采用流固耦合的计算方法，对压型钢板组合楼板在近爆炸荷载作用下进行了不同工况的数值模拟，得出其受力形态，分析其动力响应及破坏过程，找出影响楼板动力响应的主要因素。数值分析结果表明：适当增加混凝土厚度和提高压型钢板强度，可以显著降低组合楼板的跨中最大位移，提高组合楼板的延性和抗爆性能；组合楼板中钢筋间距的变化，对组合楼板抗爆性能影响较小。

爆炸荷载；组合楼板；动力响应；影响因素；数值分析

1 有限元数值模型建立

1.1 计算模型

图1 计算模型图Fig.1 Calculation

图2 细部剖面图Fig.2 Details cross- sectional

1.2 材料模型

材料模型及相关参数的选取对数值模拟结果的准确性起着决定性作用。在数值计算时，只需在LS-DYNA程序中选择合适材料模型和状态方程，并定义相关参数。文献[15]是选取材料模型的依据，文献[16-19]采用数值模拟和试验相结合的方法，验证其材料参数的可行性与准确性。

TNT炸药采用MAT_HIGH_EXPLOSION_BURN模型来描述应力和应变关系，采用JWJ状态方程来描述压力和体积变形关系[15]，方程为

(1)

式中：A、B、R1、R2、ω为与炸药类型有关的材料常数。材料的具体参数见表1[16]。

数值分析时，不考虑温度的影响，压型钢板和钢筋的材料模型采用LS-DYNA 中的MAT_PLASTIC_KINEMATIC塑性随动强化模型和Mises屈服准则[15]，该模型很好地描述了钢材的弹塑性性能。……