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大跨结构由于受力合理被广泛应用在公共建筑中,这类建筑由于人员密集极易成为恐怖集团袭击的目标,而在我国对建筑物的抗爆还没有一套完整的规范,因此进行抗爆研究对提高结构的抗爆能力,减少人员伤亡财产损失,对维护国家安全至关重要。论文采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟,以正放四角锥网架结构为研究对象,对结构在内爆炸下的破坏模式进行了研究,主要研究内容有: (1)选择合适的空气和炸药材料参数,对炸药在无限自由空气中爆炸进行数值模拟,将计算后所得的超压峰值、正压作用时间分别与常用经验公式进行对比,验证材料的可信性,为网架内爆数值模型提供依据。 (2)对网架结构内部爆炸进行模拟,选取围护结构全刚和弹塑性两种模型,分析了结构内部冲击波运动规律,通过弹塑性模型模拟结果与理论反射和冲击波传播进行对比,验证网架模型的可信性,确定网架内爆基准模型。 (3)改变炸药在结构内水平面和铅垂面位置,连接刚度、失效应变,炸药TNT当量,研究各种参数改变时网架的动力响应特性,以特征杆件的轴力、速度、位移、能量等力学行为对结构破坏模式的影响进行分析。结果表明,处于结构中心处的炸药对破坏较不利;随着TNT当量的增加,失效应变的取值对结构破坏模式的影响有一定增加,连接刚度改变的对围护结构破坏模式影响显著。 (4)依据不同参数下围护结构破坏特点,定义了围护结构的破坏模式,通过改变炸药当量和连接刚度,分析研究了网架结构的内爆破坏规律,以连接刚度为自变量,超压为应变量拟合出两者的关系曲线,可用于定性分析结构的破坏模式。 (5)以网架破坏模式为理论基础,以减小次生灾害为防护目标,选择合适的屋面连接刚度,失效应变等参数,建立模型,选择不同规格的屋面板,以屋面板的破坏程度为参考,选择适合的防护措施,为抗爆设计提供参考。