[发明专利]一种内部双爆源烟花厂房结构爆炸荷载的确定方法

说明书

本发明公开了一种内部双爆源烟花厂房结构爆炸荷载的确定方法，包括以下步骤：(1)确定两个爆源在烟花厂房结构内部单独爆炸时的爆炸荷载(包括各墙面平均反射压力和平均反射冲量)；(2)本发明对结构各墙面进行区域划分，将(1)中计算出的两个爆炸荷载叠加后得到各墙面的总平均反射压力和总平均反射冲量，再乘以本发明所公开的结构各墙面各区域的增强系数λ，得到结构各墙面各区域的爆炸荷载。本发明方法考虑了内部双爆源爆炸荷载在结构内部分布极不均匀的现象，更为准确的确定内部双爆源的爆炸荷载；本发明计算简便，节省了大量的时间成本，具有良好的工程实际应用价值。

技术领域

本发明是一种烟花厂房结构爆炸荷载的确定方法，尤其是涉及一种内部双爆源烟花厂房结构爆炸荷载的确定方法。

背景技术

爆炸荷载常采用的确定方法有两种，一种是参照规范进行确定；另一种是采用显式动力分析软件进行数值模拟确定。上述两种方法在应用于内部双爆源烟花厂房的爆炸荷载确定时，存在诸多不足。根据相关规范，单爆源室内爆炸在确定爆炸荷载时，假定爆炸荷载沿结构各墙面均匀分布，然而双爆源室内爆炸的爆炸荷载与单爆源对比，沿墙面分布极不均匀，因此在等效为单爆源进行荷载确定时，存在很大的不准确性，在实际爆炸荷载的局部峰值区域存在很大的安全隐患。而采用显式动力分析软件可以准确的计算出其爆炸荷载，但流固耦合算法耗时极长，软件操作对非专业人员而言要求高。因此以上两种方法在确定内部双爆源爆炸荷载时缺乏针对性，难以应用于工程实际。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种可以准确、快速的确定内部双爆源烟花厂房结构的爆炸荷载的内部双爆源烟花厂房结构爆炸荷载的确定方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种内部双爆源烟花厂房结构爆炸荷载的确定方法，包括如下步骤：

(1)烟花厂房结构为典型的三面墙和一面屋顶的钢筋混凝土结构，三面墙分别为两面侧墙和一面后墙，将厂房各墙面进行如下划分：

对于左右两面侧墙：将左右两面侧墙等分成九个相等的区域；

对于后墙和屋顶：以后墙和屋顶的中轴线为对称轴将后墙和屋顶分为左右两部分区域，将左右两部分区域分别分成九个相等的区域；

(2)根据规范UFC 3-340-02计算出厂房内两个间隔距离为20cm-240cm的爆源分别在不同间距下同时爆炸分别作用在烟花厂房结构内部的爆炸荷载，所述的爆炸荷载包括厂房内各墙面的平均反射压力和平均反射冲量然后将两个爆源同时作用在一个墙面上的平均反射压力相加得到该墙面的总平均反射压力，将两个爆源同时作用在一个墙面上的平均反射冲量分别相加得到该墙面的总平均反射冲量，两爆源均位于结构中心竖轴一上一下并列排布，关于结构中心点对称；

(3)将厂房在某一爆源间隔距离下各墙面的总平均反射压力和总平均反射冲量分别乘以该间隔距离下各墙面各区域的爆炸荷载增强系数λ，得到烟花厂房结构内部双爆源在该间隔距离下同时爆炸作用下各墙面各区域调整后的爆炸荷载；

所述的爆炸荷载增强系数λ是通过数值模拟得到，具体步骤如下：

第一步，采用LS-DYNA显式动力分析软件对内部双爆源烟花厂房的爆炸进行数值模拟，建立炸药和空气模型；采用单点多物质ALE算法进行模拟，计算出内部双爆源间隔距离为20cm时烟花厂房结构各墙面的反射压力和反射冲量；

第二步，采用多点积分方法，在LS-DYNA烟花厂房结构模型的左右两面侧墙的九个区域中以及后墙和屋顶对称轴一侧的九个区域中分别均布选取25个测点，将每个区域中的25个测点的反射压力和反射冲量分别进行多点积分，求出各墙面各区域的反射压力和反射冲量，其中后墙和屋顶对称轴另一侧的九个区域的反射压力和反射冲量与后墙和屋顶对称轴一侧的九个区域反射压力和反射冲量关于对称轴对称；