[发明专利]一种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法

权利要求书

1.一种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的方法包括如下步骤：

步骤1：计算炸药到结构表面的比例距离；

步骤2：拟合爆炸冲击波压力分布函数；

步骤3：计算弹性段跨中挠度-跨中曲率关系；

步骤4：计算塑性段跨中挠度-跨中曲率关系；

步骤5：输入当前跨中挠度、跨中速度；

步骤6：当结构为弹性状态时，计算弹性跨中曲率、曲率变化率；当结构为塑性状态时，计算塑性跨中曲率、曲率变化率；

步骤7：根据步骤6计算得到跨中弯矩；

步骤8：根据跨中弯矩计算得到抗力值及抗力位移曲线。

2.如权利要求1所述的种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的步骤1通过炸药爆炸当量及炸药爆心距确定炸药中心到钢筋混凝土梁结构表面的比例距离r(m/kg^1/3)，具体采用如下公式：

r＝R₁/W^1/3

其中，W为炸药爆炸当量kg，R₁为炸药爆心距m。

3.如权利要求1所述的种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的步骤2为采用经验公式或数值仿真，结合比例距离、炸药爆炸当量拟合爆炸冲击波压力分布函数P(x)，或其中P_m为跨中位置的峰值反射压力、α_p为压力分布系数、x为梁表面沿跨度方向的坐标，坐标原点位于跨中，L为梁的长度。

4.如权利要求1所述的种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的步骤3计算弹性段跨中挠度-跨中曲率关系包括如下步骤：

步骤3-1：分别计算总力及支座反力：

式中，F_L、F_R分别为左、右侧支座反力；w为结构宽度；

步骤3-2：分别计算剪力、弯矩、曲率分布：

k(x)＝M(x)/(EI)

式中，EI为截面弹性弯曲刚度；

步骤3-3：计算弹性挠曲线方程

步骤3-4：计算结构弹性运动阶段的跨中挠度y_e、跨中曲率k_e关系：

其中分别为弹性阶段的跨中速度及曲率率，A为弹性阶段的线性比例常数，可通过下式计算：

当跨中屈服时，弹塑性运动阶段结束，此时跨中挠度为y_c，跨中曲率为k_c。

5.如权利要求1所述的种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的步骤4：计算塑性段跨中挠度-跨中曲率关系采用如下公式：

其y_p、k_p分别为塑性阶段的跨中挠度及曲率；分别为塑性阶段的跨中速度及曲率率；l_p为塑性铰长度。

6.如权利要求1所述的种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的步骤6：当结构为弹性状态时，计算弹性跨中曲率、曲率变化率；当结构为塑性状态时，计算塑性跨中曲率、曲率变化率，具体内容如下：

a、若结构处于弹性段，即y_midy_c，通过公式其中分别为弹性阶段的跨中速度及曲率率，A为弹性阶段的线性比例常数，可通过下式计算：

当跨中屈服时，弹塑性运动阶段结束，此时跨中挠度为y_c，跨中曲率为k_c；从而计算跨中曲率k_mid和曲率变化率

b、若结构处于塑性段，即y_mid≥y_c，通过公式其y_p、k_p分别为塑性阶段的跨中挠度及曲率；分别为塑性阶段的跨中速度及曲率率；l_p为塑性铰长度，从而计算跨中曲率k_mid和曲率率

7.如权利要求1所述的种近场爆炸下简支钢筋混凝土梁弯曲动抗力计算方法，其特征在于：所述的步骤7、步骤8具体内容如下：根据截面截面分层方法

i:假设下简支钢筋混凝土梁中性轴高度y；

ii:根据曲率、曲率率计算钢筋和混凝土应变、应变率在截面高度的分布；

iii：计算混凝土、钢筋的应力σ_c、σ_s；

iv：根据应力计算轴心力N，若|N|＜∈，计算截面弯矩M；否则，返回i，∈为容许误差；c.通过公式计算抗力R值，并通过连续计算，求得抗力位移曲线。