• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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赵子诚, 赵晖, 李世强, 马小敏. 火灾下钢-混凝土组合墙抗爆机理分析与变形预测[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2024-0283
引用本文: 赵子诚, 赵晖, 李世强, 马小敏. 火灾下钢-混凝土组合墙抗爆机理分析与变形预测[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2024-0283
Mechanism analysis and deformation prediction of steel-concrete-steel composite walls under coupled fire exposure and explosion[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2024-0283
Citation: Mechanism analysis and deformation prediction of steel-concrete-steel composite walls under coupled fire exposure and explosion[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2024-0283

火灾下钢-混凝土组合墙抗爆机理分析与变形预测

doi: 10.11883/bzycj-2024-0283
基金项目: 国家自然科学基金(12202303);国家自然科学基金(12072219);山西省重点国别科技合作项目(202204041101010);

Mechanism analysis and deformation prediction of steel-concrete-steel composite walls under coupled fire exposure and explosion

  • 摘要: 摘 要:双钢板-混凝土组合墙(SCS墙)已在超高层建筑、核电站等重要工程中得到应用,其在全生命周期内遭受偶然、极端荷载作用下的性能值得关注。鉴于火灾与爆炸通常同时发生,而高温会显著降低钢材和混凝土的力学性能,从而导致结构构件的抗爆性能严重退化。为此,本文采用ABAQUS有限元软件建立了120个火灾-爆炸耦合作用下SCS墙分析模型。首先,基于已有的火灾下耐火极限试验和常温下爆炸试验对有限元模型进行验证;其次,分析了火灾-爆炸耦合作用下SCS墙工作机理,重点研究了受火时间、爆炸当量、含钢率、材料强度、钢筋连接间距与轴压比对抗爆性能的影响规律;最后基于等效单自由度模型提出了火灾-爆炸耦合作用下SCS墙跨中最大挠度的预测公式。研究结果表明:SCS墙在火灾与爆炸耦合作用下主要表现为整体受弯破坏;随着受火时间增加,受火面钢板耗能占比降低,背火面钢板的塑性变形逐渐成为墙体的主要耗能机制;受火时间、爆炸当量与钢材强度对火灾下SCS墙抗爆性能影响明显,而混凝土强度影响较小;基于等效单自由度模型提出的计算公式可较好预测火灾与爆炸耦合作用下SCS墙的跨中最大挠度。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-08-11
  • 网络出版日期:  2025-02-28

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