爆炸荷载下钢筋混凝土结构动态响应与连续倒塌高效分析方法研究

爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的非线性动态响应与破坏问题极其复杂。本项目拟针对现有分析爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件和结构动态响应与连续倒塌的解析方法和数值模拟方法存在实用性差且计算精度和效率低等问题，系统开展爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构动态响应、破坏与连续倒塌的高效分析方法研究。通过研究数值模拟结果精度的关键影响因素及爆炸荷载等效为构件初始条件的原则，建立爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动态响应与破坏分析及损伤程度评估的高效数值模拟方法；通过研究结构构件的破坏模式分布规律及影响解析方法计算精度的关键因素，建立爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动态响应分析的高效解析方法；通过研究结构抗连续倒塌性能评估中子结构的选取原则及运用方法，建立爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析及抗连续倒塌性能评估的高效数值模拟方法。从而为编制钢筋混凝土结构抗爆设计标准及工程应用提供高效、实用的分析方法。

为了提高爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件和结构动态响应与连续倒塌分析方法的计算效率与实用性，本项目系统开展爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构动态响应、破坏与连续倒塌的高效分析方法研究。通过研究改善传统纤维模型模拟柱端剪切区非线性剪切变形的能力，在传统的多弹簧模型的基础上提出了钢筋混凝土柱的宏观模型，建立爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动态响应与破坏分析的高效方法；通过研究BP神经网络网络优化算法，建立了爆炸作用下钢筋混凝土柱的快速损伤评估模型，提出了爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件伤程度评估的高效方法；通过将多尺度建模方法引入到爆炸荷载作用下高层建筑结构的连续倒塌分析中，依据爆炸荷载作用下高层建筑结构非线性破坏与连续倒塌的特点，提出了不同尺度模型区域的确定方法，并使用该方法对某高层钢筋混凝土结构在爆炸作用下的连续倒塌机制和倒塌模式进行了研究；研究结构抗连续倒塌性能评估中子结构的选取原则、子结构边界条件的模拟方法以及框架结构连续倒塌判定准则，在子结构抗连续倒塌性能分析的基础上，建立了整体结构抗连续倒塌性能评估方法。上述研究成果为编制钢筋混凝土结构抗爆设计标准及工程应用提供高效、实用的分析方法。