爆炸荷载下CFRP加固混凝土双向板的动力响应及破坏机理

摘要

纤维增强复合材料具有优越的力学性能，在结构加固领域中有了较为广泛的应用。目前针对CFRP加固混凝土结构在静载下的破坏机理已经开展了广泛的研究，并建立许多力学模型，但是关于CFRP加固混凝土结构在爆炸荷载下抗爆性能的研究还很欠缺。本文采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对外贴CFRP加固过的混凝土双向板的抗爆性能进行数值模拟，分析比较了普通板和不同CFRP用量加固板在爆炸荷载下的受力性能、动力响应。其中，混凝土采用H-J-C材料模型，钢筋采用塑性随机模型，纤维采用壳元中的平面应变模型，并考虑各种材料的应变率效应。加载时，直接在固体模型上施加爆炸波。计算结果发现，采用CFRP加固后的混凝土双向板比普通未加固双向板的抗爆性能有了较大的提高。计算结果和主要结论可为加固结构抗爆设计提供理论参考依据。