[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

摘要

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。

主权项

1.一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UFC3‑340‑02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在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；第三步，将计算出的各墙面各区域反射压力P_r和反射冲量i_r，分别除以各墙面的总平均反射压力和总平均反射冲量，得到各墙面九个区域的爆炸荷载增强系数λ，当λ＜1时，取λ＝1；第四步，重复第一步、第二步、第三步，在重复的过程中只改变第一步中构建LS‑DYNA有限元模型时两爆源的间隔距离，将两爆源的间隔距离由20cm开始递增至240cm，每次递增10cm，求出每个爆源间隔距离下的后墙中间水平排列的六个区域中对称轴一侧的三个区域以及侧墙墙面中间水平排列的三个区域的爆炸荷载增强系数，每个爆源间隔距离下的后墙中间水平排列的六个区域中对称轴另一侧的三个区域的爆炸荷载增强系数关于对称轴对称，绘制后墙和侧墙的增强系数λ随两爆源的间隔距离变化的关系图。