鋼筋混凝土雨篷板配筋率及截面尺寸對(duì)雨篷抗爆性能的影響

周 清，丁 杰，王 釗

(濱州市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山東 濱州 256600)

雨篷除有遮雨、緩沖的作用外，還能夠防止高空墜物對(duì)人身造成傷害.鋼筋混凝土雨篷由雨篷梁與雨篷板組成，雨篷板通常被設(shè)計(jì)為懸挑板與雨篷梁連接為整體.學(xué)者對(duì)鋼筋混凝土梁、板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗爆性能進(jìn)行了深入的研究.龔順風(fēng)[1]采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)近爆作用下鋼筋混凝土樓板的動(dòng)力破壞進(jìn)行了研究.李忠獻(xiàn)[2]研究了鋼筋混凝土樓板破壞的評(píng)定方法.李猛深[3]通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法研究了爆炸荷載作用下鋼筋混凝土梁的變形破壞特征，同時(shí)建立了有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證.向強(qiáng)[4]對(duì)爆炸荷載作用下鋼筋混凝土梁的破壞模式進(jìn)行了研究.以往學(xué)者僅對(duì)常見(jiàn)的梁、板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了研究，而尚未涉及對(duì)梁板組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件雨篷的研究.筆者利用有限元軟件LS-DYNA[5-7]研究了雨篷板對(duì)鋼筋混凝土雨篷抗爆性能的影響.

1 雨篷尺寸、炸藥藥量與爆炸點(diǎn)位置

1.1 雨篷尺寸

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)規(guī)范要求[8]，雨篷板長(zhǎng)度約為入戶門(mén)寬度，取值為1 500 mm.雨篷板懸挑長(zhǎng)度L取值為1 000 mm、厚度t取值為100mm.雨篷梁長(zhǎng)度為雨篷板長(zhǎng)度加兩端支座長(zhǎng)度，取值為2 100 mm.雨篷梁截面尺寸取值為200 mm×400 mm.其具體尺寸如圖1、圖2所示.

圖1 爆炸點(diǎn)及雨篷尺寸平面圖(單位：mm)Fig.1 Plan of explosion point and awning size(unit:mm)

圖2 爆炸點(diǎn)及雨篷尺寸立面圖(單位：mm)Fig.2 Elevation of explosion point and awning size(unit:mm)

1.2 炸藥藥量與爆炸點(diǎn)位置

標(biāo)準(zhǔn)TNT炸藥會(huì)產(chǎn)生很大的超壓荷載而對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成嚴(yán)重的破壞.筆者根據(jù)以往學(xué)者的研究成果[9]，選擇W=5 kg與W=10 kg 2種藥量.該藥量既保證了雨篷能夠發(fā)生破壞而又不至發(fā)生完全破壞.

爆炸點(diǎn)位置的選擇對(duì)于研究爆炸荷載作用下雨篷的破壞形態(tài)非常重要，筆者分別選擇雨篷板邊緣、雨篷板中部正上方1 000 mm處做為爆炸點(diǎn)1、爆炸點(diǎn)2.爆炸點(diǎn)具體位置如圖1、圖2所示.

2 有限元模型與荷載的施加

2.1 有限元模型

LS-DYNA所有的混凝土材料模型中，*MAT_CONCRETE_DAMAGE最能有效地模擬混凝土在高應(yīng)變、大變形下的力學(xué)形態(tài).*MAT_CONCRETE_DAMAGE _REL3模型為*MAT_CONCRETE_DAMAGE的升級(jí)版本，在保留了后者優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，在模型參數(shù)的確定方面做了簡(jiǎn)化，使用此模型模擬混凝土材料，用戶僅需要定義幾個(gè)常用的基本參數(shù).筆者采用該模型模擬C40混凝土，其具體參數(shù)見(jiàn)表1.

表1 C40混凝土模型參數(shù)
Tab.1 Model parameters of C40 concrete

ρ/kg·m-3E/GPaμ/無(wú)量綱fc/MPaft/MPa2 3003000.245.44.54

說(shuō)明：ρ表示密度；E為彈性模量；μ為泊松比；fc和ft分別為C40混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度

采用彈塑性模型*MAT_PLASTIC_KINEMATIC模擬HRB400鋼筋，其具體參數(shù)見(jiàn)表2.

爆炸荷載作用下，材料的應(yīng)變率可達(dá)10～1 000/s，鋼筋與混凝土的強(qiáng)度會(huì)有較大程度的提高.在近距離抗爆數(shù)值模擬時(shí)通常采用動(dòng)力增大系數(shù)(DIF)來(lái)考慮材料的應(yīng)變率效應(yīng).混凝土強(qiáng)度的DIF采用K&C模型[10]，鋼筋強(qiáng)度的DIF采用C&S模型[11].

鋼筋C&S模型由方程(1)確定

(1)

式(1)中，C、P為材料常數(shù).根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[12]，C取值為40，P取值為5，ε為材料應(yīng)變率.fdyn表示鋼筋的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度，fstat表示鋼筋的靜態(tài)屈服強(qiáng)度.當(dāng)鋼筋應(yīng)變率在10～1 000/s范圍內(nèi)取值時(shí)，動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度與靜態(tài)屈服強(qiáng)度比值為1.76～2.90.當(dāng)采用HRB400鋼筋時(shí)，鋼筋的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度值可達(dá)704～1 160 MPa.

混凝土采用SOLID164單元，鋼筋采用BEAM161單元.根據(jù)眾多學(xué)者的數(shù)值模擬經(jīng)驗(yàn)，爆炸超壓作用時(shí)間很短，可以忽略鋼筋與混凝土之間的相對(duì)滑移，故采用共用節(jié)點(diǎn)的方式定義兩者之間的接觸.鋼筋與混凝土有限元網(wǎng)格尺寸均為10mm.

爆炸荷載作用下，混凝土?xí)l(fā)生損傷甚至破環(huán).LS-DYNA中，各混凝土材料模型較難直觀地觀察到裂縫及破環(huán)情況.筆者通過(guò)添加關(guān)鍵字*MAT_ADD_EROSION觀察單元?jiǎng)h除情況.

表2 HRB400鋼筋模型參數(shù)
Tab.2 Model parameters of HRB400 rebar

ρ/kg·m-3E/GPaμ/無(wú)量綱fy/MPaHP/無(wú)量綱C/無(wú)量綱P/無(wú)量綱Etan/GPaFS/無(wú)量綱7 8502060.340004052.060.2

說(shuō)明：ρ表示密度；fy為屈服應(yīng)力；HP為硬化參數(shù)；E和Etan分別為彈性模型和切線模量；C、P為Cowper-Symonds應(yīng)變率參數(shù)；FS為失效應(yīng)變

2.2 爆炸荷載與重力荷載的施加

利用LS-DYNA關(guān)鍵字*LOAD_BLAST_ENHANCED配合關(guān)鍵字*LOAD_SEGMEMT_SET定義爆炸荷載及受荷區(qū)域.炸藥采用標(biāo)準(zhǔn)TNT，藥量取2種5g(產(chǎn)生較小荷載)與10kg(產(chǎn)生較大荷載).

利用LS-DYNA關(guān)鍵字*DEFINE_CURVE配合關(guān)鍵字*LOAD_BODY_Y定義梁豎直方向的重力，重力加速度取值9.81m/s2.

3 雨篷板配筋率對(duì)雨篷抗爆性能的影響

圖3為雨棚配筋示意圖.As1為板上部受力鋼筋；As2為板分布鋼筋；As3、As4分別為梁上部、下部受力鋼筋；As5、As6分別為梁腰筋、箍筋.鋼筋有限元模型如圖4所示.

驗(yàn)證雨篷板配筋率對(duì)雨篷抗爆性能影響時(shí)，鋼筋配筋方案見(jiàn)表3.

圖3 雨篷配筋形式示意圖Fig.3 Reinforcement form of awning

圖4 鋼筋有限元模型Fig.4 Finite element model of reinforcement

表3 雨篷板配筋方案
Tab.3 Reinforcement scheme of awning slab

配筋方案名稱As1配筋率/%As2As3As4As5As6方案18@1000.6296@2002142142148@100方案210@1000.9816@20021421421410@100方案312@1001.4146@20021421421412@100

說(shuō)明：計(jì)算有效截面高度時(shí)，板有效高度h0按照80 mm(即保護(hù)層as=20 mm)取值；板配筋率按照ρ=SAs1/(bh0)計(jì)算，其中b取單位寬度1 000 mm，SAs1表示根據(jù)配筋A(yù)s1查程的鋼筋面積

根據(jù)上文提出的爆炸點(diǎn)位置、炸藥藥量，結(jié)合表3的配筋方案，設(shè)計(jì)出12種工況，見(jiàn)表4.

由于配筋方案、炸藥藥量、爆炸點(diǎn)位置均不相同，所以組合得到的工況很多.筆者采用具體問(wèn)題具體分析的方法，根據(jù)研究對(duì)象選擇不同的工況組合.在研究雨蓬破壞形態(tài)時(shí)保持最小配筋率不變，選擇不同藥量、不同爆炸點(diǎn)位置的工況1(爆炸點(diǎn)1、W=5kg)、工況4(爆炸點(diǎn)1、W=10kg)、工況7(爆炸點(diǎn)2、W=5kg)、工況10(爆炸點(diǎn)2、W=10kg)4種工況下，雨篷破壞圖做為研究對(duì)象分析雨棚板、雨篷梁的破壞情況如圖5～圖9所示.

表4 雨篷板工況表
Tab.4 Working condition table of awning slab

工況爆炸點(diǎn)藥量/kg配筋方案工況1爆炸點(diǎn)15方案1工況2爆炸點(diǎn)15方案2工況3爆炸點(diǎn)15方案3工況4爆炸點(diǎn)110方案1工況5爆炸點(diǎn)110方案2工況6爆炸點(diǎn)110方案3工況7爆炸點(diǎn)25方案1工況8爆炸點(diǎn)25方案2工況9爆炸點(diǎn)25方案3工況10爆炸點(diǎn)210方案1工況11爆炸點(diǎn)210方案2工況12爆炸點(diǎn)210方案3

3.1 雨篷破壞程度分析

1)爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)，頂板的破壞區(qū)域主要分布在板根部，表現(xiàn)為圓弧狀裂縫.當(dāng)藥量較大時(shí)(W=10 kg)，板出現(xiàn)豎直裂縫并發(fā)生彎折現(xiàn)象.板與梁相交處發(fā)生破壞.底板發(fā)生嚴(yán)重破壞，并以破壞區(qū)域?yàn)橹行?、沿板長(zhǎng)度方向出現(xiàn)輻射狀的數(shù)條裂縫，如圖5、圖6所示.

圖5 工況1，頂板與底板破壞圖Fig.5 Damage diagram of roof and bottom slabs under working condition 1

圖6 工況4，頂板與底板破壞圖Fig.6 Damage diagram of roof and bottom slabs under working condition 4

爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，頂板在爆炸點(diǎn)正下方位置與梁板交線位置出現(xiàn)2道貫通的水平直裂縫.當(dāng)藥量較大時(shí)(W=10kg)，爆炸點(diǎn)正下方的頂板被嚴(yán)重破壞并出現(xiàn)垂直直裂縫，板沿裂縫發(fā)生折斷.底板出現(xiàn)圓形破壞區(qū)域.以此區(qū)域?yàn)橹行?，出現(xiàn)多條輻射狀裂縫，并擴(kuò)展至雨篷梁底面,如圖7、圖8所示.

圖7 工況7，頂板與底板破壞圖Fig.7 Damage diagram of roof and bottom slabs under working condition 7

圖8 工況10，頂板與底板破壞圖Fig.8 Damage diagram of roof and bottom slabs under working condition 10

2)爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)，雨篷梁主要以彎曲破壞為主，跨中梁底混凝土、支座梁頂混凝土發(fā)生受拉破壞.結(jié)合上文及圖6可知，梁板結(jié)合位置會(huì)發(fā)生嚴(yán)重破壞，表現(xiàn)為梁側(cè)中部產(chǎn)生1條貫通的水平裂縫.爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，跨中梁底裂縫與梁板結(jié)合位置的水平貫通裂縫基本連成一片，使得梁破壞程度更加嚴(yán)重，如圖9所示.

圖9 雨篷梁側(cè)面破壞圖Fig.9 Damage diagram of the side of awning beam

3.2 雨篷最大位移分析

由于藥量越大雨篷變形越明顯，所以定量分析不同配筋方案雨篷抗爆性能函數(shù)曲線時(shí)保持最大藥量W=10kg不變，選擇爆炸點(diǎn)1、不同配筋方案的工況4、工況5、工況6與爆炸點(diǎn)2、不同配筋方案的工況10、工況11、工況12作為工況組合.

圖10、圖11分別表示藥量W=10kg在爆炸點(diǎn)1、爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，不同配筋方案的雨篷整體時(shí)間-最大位移曲線.筆者擬合得到了各工況下雨篷整體時(shí)間-最大位移函數(shù)，函數(shù)的斜率越大說(shuō)明雨篷破壞程度越嚴(yán)重、抗爆性能越差.爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)的函數(shù)斜率值為：k4(3.07)>k5(2.94)>k6(2.89)；爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)的函數(shù)斜率值為：k10(3.32)>k11(3.28)>k12(3.25).

通過(guò)上述分析說(shuō)明：(1)配筋率越大斜率越小，但減小值很??；(2)爆炸點(diǎn)距離梁越近，雨篷破壞越嚴(yán)重；(3)采用增大雨篷板配筋率的方法提高雨篷抗爆性能的效果不明顯.

圖10 爆炸點(diǎn)1，不同板厚雨篷的時(shí)間-最大位移曲線Fig.10 Time-maximum displacement curve of awning with different slab thickness at explosion point 1

圖11 爆炸點(diǎn)2，不同板厚雨篷的時(shí)間-最大位移曲線Fig.11 Time-maximum displacement curve of awning with different slab thickness at explosion point 2

3.3 鋼筋應(yīng)力分析

表5為各工況下鋼筋最大應(yīng)力值匯總表，通過(guò)對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可以得到以下結(jié)論：

(1)板上部鋼筋最大應(yīng)力隨著板配筋率的增大而減小，隨著藥量的增大而增大.(2)梁上部鋼筋最大應(yīng)力變化規(guī)律同板上部鋼筋，梁下部鋼筋最大應(yīng)力小于梁上部鋼筋最大應(yīng)力.(3)梁支座箍筋最大應(yīng)力隨著板配筋率的增大而減小.爆炸點(diǎn)距離梁越近，梁箍筋的最大應(yīng)力越大.(4)各工況下鋼筋最大應(yīng)力均介于靜態(tài)屈服強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度之間.

表5 各工況下鋼筋最大應(yīng)力表
Tab.5 The max-reinforcement stress under various working conditions MPa

工況板上梁上梁下梁腰筋梁箍筋168567354868269326626645386966113644659545685582477682064772969957318136717486616737799649743645775372953667673187117226316726789629671577675612108737595526778511179269760267475012697662583681695

4 雨篷板懸挑長(zhǎng)度對(duì)雨篷抗爆性能的影響

表6 不同板長(zhǎng)雨篷工況表
Tab.6 Working condition table of awning with different slab lengths

工況名稱爆炸點(diǎn)藥量/kg板懸挑長(zhǎng)度/mm工況13爆炸點(diǎn)1101 000工況14爆炸點(diǎn)1101 200工況15爆炸點(diǎn)1101 400工況16爆炸點(diǎn)2101 000工況17爆炸點(diǎn)2101 200工況18爆炸點(diǎn)2101 400

4.1 雨篷破壞程度分析

選擇具有代表性的工況15(爆炸點(diǎn)1、L=1400mm)、工況18(爆炸點(diǎn)2、L=1400mm)下的雨篷破壞圖做為研究對(duì)象,見(jiàn)圖12—圖14，并通過(guò)與上文圖6工況4(爆炸點(diǎn)1、L=1000mm)、圖8工況10(爆炸點(diǎn)2、L=1000mm)對(duì)比分析雨棚板、雨篷梁的破壞情況.

圖12 工況15，頂板與底板破壞圖Fig.12 Damage diagram of roof and bottomslabs under working condition 15

圖13 工況18，頂板與底板破壞圖Fig.13 Damage diagram of roof and bottom slabs under working condition 18

1)爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)，工況4僅在梁板相交處出現(xiàn)一道圓弧狀裂縫；而工況15板頂?shù)膱A弧形裂縫數(shù)量明顯增多且已經(jīng)擴(kuò)展至梁頂面，爆炸點(diǎn)正下方的板頂面出現(xiàn)垂直裂縫.爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，工況10雨蓬板在爆炸點(diǎn)正下方出現(xiàn)較大變形且在板邊緣出現(xiàn)垂直裂縫；工況18爆炸點(diǎn)正下方板變形進(jìn)一步增大、裂縫數(shù)量進(jìn)一步增多，梁板相交處出現(xiàn)水平貫通裂縫且產(chǎn)生較大變形甚至折斷.

2)爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)，雨篷梁僅在上部梁板相交部位出現(xiàn)水平裂縫，其余部位混凝土未出現(xiàn)明顯裂縫，混凝土破壞程度較小.爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，跨中梁底裂縫與梁板相交處水平貫通裂縫聯(lián)合形成大面積裂縫并向梁頂跨中，梁支座出現(xiàn)豎直裂縫.梁破壞嚴(yán)重.

4.2 雨篷最大位移分析

圖15、圖16分別表示藥量W=10 kg的炸藥在爆炸點(diǎn)1、爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，不同懸挑長(zhǎng)度的雨篷整體時(shí)間-最大位移曲線.采用與上文相同的分析方法，爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)的斜率值為：k15(4.22)>k14(3.55)>k13(2.89)；爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)的斜率值為：k18(5.69)>k17(4.16)>k16(3.25).

圖15 爆炸點(diǎn)1、不同板長(zhǎng)雨篷的時(shí)間-最大位移曲線Fig.15 Time-maximum displacement curve of awning with different slab length at explosion point 1

圖16 爆炸點(diǎn)2、不同板長(zhǎng)雨篷的時(shí)間-最大位移曲線Fig.16 Time-maximum displacement curve of awning with different slab length at explosion point 2

以上說(shuō)明：(1)懸挑長(zhǎng)度越大斜率越大，斜率改變值明顯；(2)爆炸點(diǎn)距離梁越近，斜率越大，雨篷破壞越嚴(yán)重；(3)采用減小雨篷板懸挑板長(zhǎng)度的方法可以有效地提高雨篷的抗爆性能.

4.3 鋼筋應(yīng)力分析

表7為各工況下不同板長(zhǎng)雨篷的鋼筋最大應(yīng)力值匯總表，通過(guò)對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可以得到以下結(jié)論：

(1)板上部鋼筋最大應(yīng)力隨著板懸挑長(zhǎng)度的增大而增加，其增加幅度較大；(2)梁上部、下部鋼筋、腰筋、支座箍筋最大應(yīng)力均隨著板懸挑長(zhǎng)度增大而減?。?3)各工況下鋼筋最大應(yīng)力均介于靜態(tài)屈服強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度之間.

表7 各工況下鋼筋最大應(yīng)力表
Tab.7 The max-reinforcement stress under various working condition MPa

工況板上梁上梁下梁腰筋梁箍筋136856735486826931471659053254755815740573516543563166976625836816951777459951963163918831404456415602

5 雨篷板厚度對(duì)雨篷抗爆性能的影響

表8 不同板厚的雨篷工況表
Tab.8 Working condition table of awning with different slab thickness

工況名稱爆炸點(diǎn)藥量/kg板懸挑厚度/mm工況19爆炸點(diǎn)110100工況20爆炸點(diǎn)110120工況21爆炸點(diǎn)110140工況22爆炸點(diǎn)210100工況23爆炸點(diǎn)210120工況24爆炸點(diǎn)210140

5.1 雨篷破壞程度分析

選擇具有代表性的工況21(爆炸點(diǎn)1、t=140 mm)、工況24(爆炸點(diǎn)2、t=140 mm)下的雨篷破壞圖,做為研究對(duì)象,見(jiàn)圖17—圖19，并通過(guò)與上文圖6工況4(爆炸點(diǎn)1、t=100 mm)、圖8工況10(爆炸點(diǎn)2、t=100 mm)對(duì)比分析雨棚板、雨篷梁的破壞情況.

1)爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)，相比較于工況4，工況21雨篷頂板的圓弧形裂縫數(shù)量與板撓度均明顯減少.爆炸點(diǎn)正下方的板破壞程度明顯減小，僅出現(xiàn)2條較短的豎直裂縫.底板破壞區(qū)域范圍變小，跨中梁底破壞程度明顯減小.爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，相比較于工況10，工況24板與梁相交處出現(xiàn)的水平貫通裂縫寬度、板撓度減小，頂板基本沒(méi)有發(fā)生彎折.爆炸點(diǎn)正下方的頂板僅出現(xiàn)2條較短的垂直裂縫.底板破壞范圍及程度明顯降低，跨中梁底的破壞長(zhǎng)度明顯減小.

2)爆炸點(diǎn)1發(fā)生爆炸時(shí)，雨篷梁僅在上部梁板相交部位出現(xiàn)水平裂縫，跨中梁底部混凝土破壞程度較小.爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，雨篷梁側(cè)裂縫主要分布在底部及梁板相交部位，裂縫數(shù)量及范圍較圖9減小,如圖19所示.

圖18 工況24，頂板與底板破壞圖Fig.18 Damage diagram of roof and bottom slabs under working condition 24

圖19 雨篷梁側(cè)面破壞圖Fig.19 Damage diagram of the side of awning beam

5.2 雨篷最大位移分析

圖20、圖21分別表示藥量W=10 kg的炸藥在爆炸點(diǎn)1、爆炸點(diǎn)2發(fā)生爆炸時(shí)，不同板厚雨篷的整體時(shí)間-最大位移曲線.按照上文的分析方法，爆炸點(diǎn)1時(shí)的斜率值為：k21(2.89)>k20(2.46)>k19(2.18)；爆炸點(diǎn)2時(shí)的斜率值為：k24(3.25)>k23(2.79)>k22(2.48).

以上說(shuō)明：(1)板厚越大斜率越小，斜率改變值明顯；(2)爆炸點(diǎn)距離梁越近，斜率越大，雨篷破壞越嚴(yán)重；(3)增大雨篷板厚度可以有效地提高雨篷的抗爆性能.

5.3 鋼筋應(yīng)力分析

表9為不同板厚雨篷的鋼筋最大應(yīng)力值匯總表，通過(guò)對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可以得到以下結(jié)論：

圖20 爆炸點(diǎn)1，不同板厚雨篷的時(shí)間-最大位移曲線Fig.20 Time-maximum displacement curve of awning with different slab thickness at explosion point 1

(1)板上部鋼筋最大應(yīng)力隨著板厚的增大而減?。?2)梁上部鋼筋、下部鋼筋、腰筋、支座箍筋的最大應(yīng)力均隨著板厚的增大而減小；(3)各工況下鋼筋最大應(yīng)力均介于靜態(tài)屈服強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度之間.

圖21 爆炸點(diǎn)2，不同板厚雨篷的時(shí)間-最大位移曲線Fig.21 Time-maximum displacement curve of awning with different slab thickness at explosion point 2

表9 各工況下鋼筋最大應(yīng)力表
Tab.9 The max-reinforcement stress under various working conditionsMPa

工況板上梁上梁下梁腰筋梁箍筋196856736686826932067066566567865221651647628661658226976625836886952368662258268469324640601610680689

6 結(jié)論

利用有限元軟件LS-DYNA分析了雨篷板配筋率及截面尺寸對(duì)鋼筋混凝土雨篷抗爆性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)：

1)爆炸荷載作用下，雨篷的破壞形態(tài)主要表現(xiàn)為雨篷板的斷裂破壞，發(fā)生斷裂的具體位置為雨篷梁與雨篷板相交部位.雨篷梁混凝土的破壞程度較雨篷板輕微.

2)爆炸荷載作用下，雨篷梁與雨篷板的最大鋼筋應(yīng)力均介于靜態(tài)屈服強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度之間.

3)增大雨篷板的配筋率對(duì)雨篷抗爆性能的提高不明顯.

4)減小雨篷板懸挑長(zhǎng)度、增加雨篷板厚度可以有效地提高雨篷的抗爆性能.