低波阻抗夹层拱形复合板抗爆性能分析

张裕 高屹 程忠庆 唐廷 谢凌 李忠友

摘要：提出了用于结构抗爆的低波阻抗夹层拱形复合板，采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析了板中厚度恒定条件下，起拱构造、低波阻抗层位置及厚度对其抗爆性能的影响，结果表明：①将低波阻抗层设置为夹层时，可大幅降低板中监测点的最大合成加速度、速度以及最大竖向拉应力;②当板起拱且低波阻抗夹层位置恒定时，过大的夹层厚度对结构抗爆性能反而不利;③若将厚度较小的低波阻抗夹层靠近板上表面布置，对结构抗爆有利。

Abstract： An arched composite slab with low wave impedance interlayer for engineering anti-explosion was proposed. Via the finite element analysis software ANSYS/LS-DYNA， the effects of arch structure， location and thickness of the low wave impedance interlayer on the anti-explosion performance of the new slab style under constant thickness of slab are studied. The results show that： ①When the low wave impedance layer is sandwiched， the maximum synthetic acceleration， velocity and maximum vertical tension stress of the monitoring point are greatly reduced. ②When the plate arches and the location of the low impedance interlayer is constant， the excessive thickness of the interlayer is not conducive to the explosion resistance of the structure. ③If the low wave impedance interlayer with smaller thickness is set near the upper surface of the slab， it's beneficial to the anti-explosion performance of the structure.

關键词：波阻抗;夹层;拱;复合板;抗爆

Key words： wave impedance;interlayer;arch;composite slab;anti-explosion

中图分类号：TU528.72                                  文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）17-0110-05

0  引言

爆炸袭击作为恐怖活动的常见形式，具有爆发突然、杀伤力大、极易引发社会恐慌等特点，往往对地铁车站、地下商场、交通隧道等建筑结构造成极大破坏，严重危害人员安全。作为重要结构构件，板的抗爆安全不容忽视。当前对抗爆板的研究主要从结构和材料考虑，涉及到的抗爆板主要有水泥纤维组合板[1]、高强混凝土板[2]、聚脲弹性体“三明治”夹层结构板[3]、FRP加固双向板[4]、粘贴玻璃纤维条带钢筋混凝土复合板[5]、高强钢绞线网—聚合物砂浆加固钢筋混凝土板[6]、钢夹泡沫铝组合板[7]、玄武岩纤维布加固钢筋混凝土板[8]等。

板厚度及抗弯刚度通常较小，在动荷载作用下振动效应明显，抗爆性能较差。当炸药在板附近爆炸时，板易发生震塌剥离破坏，产生很大的振动加速度、速度，对结构和人员安全均会造成威胁。……