[發(fā)明專利]一種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法

在審

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• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112464337A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 魏巍;張玉磊;毛伯永;焦文俊;翟紅波
• 申請（專利權(quán)）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

1.一種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的方法包括如下步驟：

步驟1：計算炸藥到結(jié)構(gòu)表面的比例距離；

步驟2：擬合爆炸沖擊波壓力分布函數(shù)；

步驟3：計算彈性段跨中撓度-跨中曲率關系；

步驟4：計算塑性段跨中撓度-跨中曲率關系；

步驟5：輸入當前跨中撓度、跨中速度；

步驟6：當結(jié)構(gòu)為彈性狀態(tài)時，計算彈性跨中曲率、曲率變化率；當結(jié)構(gòu)為塑性狀態(tài)時，計算塑性跨中曲率、曲率變化率；

步驟7：根據(jù)步驟6計算得到跨中彎矩；

步驟8：根據(jù)跨中彎矩計算得到抗力值及抗力位移曲線。

2.如權(quán)利要求1所述的種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的步驟1通過炸藥爆炸當量及炸藥爆心距確定炸藥中心到鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)表面的比例距離r(m/kg^1/3)，具體采用如下公式：

r＝R₁/W^1/3

其中，W為炸藥爆炸當量kg，R₁為炸藥爆心距m。

3.如權(quán)利要求1所述的種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的步驟2為采用經(jīng)驗公式或數(shù)值仿真，結(jié)合比例距離、炸藥爆炸當量擬合爆炸沖擊波壓力分布函數(shù)P(x)，或其中P_m為跨中位置的峰值反射壓力、α_p為壓力分布系數(shù)、x為梁表面沿跨度方向的坐標，坐標原點位于跨中，L為梁的長度。

4.如權(quán)利要求1所述的種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的步驟3計算彈性段跨中撓度-跨中曲率關系包括如下步驟：

步驟3-1：分別計算總力及支座反力：

式中，F(xiàn)_L、F_R分別為左、右側(cè)支座反力；w為結(jié)構(gòu)寬度；

步驟3-2：分別計算剪力、彎矩、曲率分布：

k(x)＝M(x)/(EI)

式中，EI為截面彈性彎曲剛度；

步驟3-3：計算彈性撓曲線方程

步驟3-4：計算結(jié)構(gòu)彈性運動階段的跨中撓度y_e、跨中曲率k_e關系：

其中分別為彈性階段的跨中速度及曲率率，A為彈性階段的線性比例常數(shù)，可通過下式計算：

當跨中屈服時，彈塑性運動階段結(jié)束，此時跨中撓度為y_c，跨中曲率為k_c。

5.如權(quán)利要求1所述的種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的步驟4：計算塑性段跨中撓度-跨中曲率關系采用如下公式：

其y_p、k_p分別為塑性階段的跨中撓度及曲率；分別為塑性階段的跨中速度及曲率率；l_p為塑性鉸長度。

6.如權(quán)利要求1所述的種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的步驟6：當結(jié)構(gòu)為彈性狀態(tài)時，計算彈性跨中曲率、曲率變化率；當結(jié)構(gòu)為塑性狀態(tài)時，計算塑性跨中曲率、曲率變化率，具體內(nèi)容如下：

a、若結(jié)構(gòu)處于彈性段，即y_midy_c，通過公式其中分別為彈性階段的跨中速度及曲率率，A為彈性階段的線性比例常數(shù)，可通過下式計算：

當跨中屈服時，彈塑性運動階段結(jié)束，此時跨中撓度為y_c，跨中曲率為k_c；從而計算跨中曲率k_mid和曲率變化率

b、若結(jié)構(gòu)處于塑性段，即y_mid≥y_c，通過公式其y_p、k_p分別為塑性階段的跨中撓度及曲率；分別為塑性階段的跨中速度及曲率率；l_p為塑性鉸長度，從而計算跨中曲率k_mid和曲率率

7.如權(quán)利要求1所述的種近場爆炸下簡支鋼筋混凝土梁彎曲動抗力計算方法，其特征在于：所述的步驟7、步驟8具體內(nèi)容如下：根據(jù)截面截面分層方法

i:假設下簡支鋼筋混凝土梁中性軸高度y；

ii:根據(jù)曲率、曲率率計算鋼筋和混凝土應變、應變率在截面高度的分布；

iii：計算混凝土、鋼筋的應力σ_c、σ_s；

iv：根據(jù)應力計算軸心力N，若|N|＜∈，計算截面彎矩M；否則，返回i，∈為容許誤差；c.通過公式計算抗力R值，并通過連續(xù)計算，求得抗力位移曲線。