设计加固提供一些有益的参考。
关键词：内爆荷载；损伤评估；直剪破坏
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）09-0196-02
0 引言
钢筋混凝土板在普通的房屋设计之中只考虑了其沿重力方向的竖向承载力，然而当爆炸发生在结构内部时，楼板将会受到向上的冲击作用产生反向的弯曲，在这种变形情况下对板进行计算时，板的约束条件及配筋情况都将与原结构有很大的不同，从而板的挠度和所遭受的破坏程度也会不同。本文通过数值模拟，分析了多种因素对板变形影响的大小，找出了最主要的影响因素。
1 钢筋混凝土板模型的建立
取钢筋混凝土框架结构的上下两层楼板，该框架结构层高4.2m，设炸药位于两板中央，即炸药距两板均2.1m。板为四端固支的双向板，混凝土强度等级为C30，板内受拉区设一层双向受拉钢筋网，钢筋为HRB400，尺寸与配筋如图1、图2所示。
在有限元模拟中采用了ABAQUS提供的8节点减缩积分壳单元如图3，为了得到足够准确的结果，将板划分为600个单元，钢筋混凝土板的有限元模型如图4。
2 爆炸荷载计算
考虑实际模型取爆炸距离为2.1 m，即半个层高的距离，考虑人体易携带的炸药量，取2kg的TNT炸药。利用CONWEP软件及简化得到如图5爆炸波时程曲线，将其转化到ABAQUS中用于板模型的加载。
3 有限元数值模拟计算结果及分析
3.1 钢筋混凝土板在内爆荷载作用下的破坏形态 由于爆炸产生的脉冲荷载具有高度的非线性，并且作用在瞬间完成，一般只有几毫秒到十几毫秒的作用时间，所以钢筋混凝土板在其作用下的动力响应十分复杂。本文将通过采用ABAQUS对钢筋混凝土板进行有限元模拟，预测其在内爆荷载作用下的破坏形态。
3.2 破坏准则和破坏模式 单元的破坏准则和破坏模式可归纳为：①当单元中拉筋被拉断或受压区内的混凝土被压碎时，就表示该单元发生了弯曲破坏。②当支座单元的平均剪应力达到极限抗剪强度时，就代表该单元发生了直剪破坏。
4 ABAQUS的数值模拟结果
四端固支的钢筋混凝土双向板在遭受爆炸荷载作用时主要会发生板中部和四边支撑处单元的弯曲破坏以及在支撑处附近单元的剪切破坏。从ABAQUS模拟板的破坏模式云图可以看出，板首先在支撑处发生了剪切破坏，随后伴随支撑处和板中部的弯曲破坏。
5 钢筋混凝土板在内爆荷载下的损伤评估
对所选取模型的计算结果来看，本文把模拟结果中板的损伤主要分为4个破坏等级：
A级——严重破坏，板上大部分单元拉伸损伤变量超过0.76。B级——中度破坏，板固定端一定范围内出现大于0.76的拉伸损伤单元，板中有少许裂缝产生，但未贯穿整个截面。C级——轻微破坏，板固定端端很小范围内出现大于0.76的拉伸损伤单元，但并未贯通截面，板中无损伤单元。D级——无破坏，板无损伤单元。
按照以上破坏等级标准，将所模拟计算结果列于表1。
把表1归纳为如下破坏等级与反射峰值压力的关系：
A级 404.5kPa≤Pr
B级 221.3kPa≤Pr≤363.4kPa
C级 106.9kPa≤Pr≤196.6kPa
D级 Pr≤91.03kPa
6 小结
本文应用ABAQUS分析板破坏过程及破坏形式，给出安全等级评估，由于以上爆炸作用持时相差很小，所以忽略持时影响粗略取363.4kp、196.6kp、91.03kp为四个破坏等级的垂直面反射峰值压力的分界点，取其对应的比例距离2.9、3.684、5.263作为比例距离分界点，以此来衡量内爆荷载下板的损伤程度。
参考文献：
[1]方秦，柳锦春，张亚栋，等.爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁破坏形态有限元分析[J].工程力学，2001，18（2）.
[2]焦延平.爆炸荷载下钢筋混凝土梁非线性有限元分析[J].振动与冲击，2003，22（3）.
[3]赵春风，陈健云.内爆荷载作用下钢筋混凝土安全壳的非线性响应分析[J].爆炸与冲击，2013（06）.
[4]李晓杰，赵春风，于娜，罗宁.TNT炸药和乳化炸药驱动飞板的通用状态方程特征线法研究[J].高压物理学报，2012（04）.