專利名稱：一種利用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗爆炸毀傷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防護(hù)工程領(lǐng)域，利用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)用于抵抗強(qiáng)爆炸沖擊破壞，其效果極佳。
背景技術(shù)：
在防護(hù)工程中，為抵抗爆炸沖擊作用，一般采用混凝土或鋼筋混凝土構(gòu)成防護(hù)結(jié)構(gòu)體系，但是在強(qiáng)爆炸沖擊作用下，該類防護(hù)結(jié)構(gòu)局部破壞顯著，嚴(yán)重的甚至將影響整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)安全；(如方秦，常規(guī)武器防護(hù)設(shè)計(jì)原理，工程兵工程學(xué)院，2007)。為提高防護(hù)結(jié)構(gòu)抗毀傷性能，針對(duì)強(qiáng)爆炸沖擊作用具有作用時(shí)間短、能量密度高和局部破壞效應(yīng)的特點(diǎn)，提出的在混凝土迎爆面覆蓋整體鋼結(jié)構(gòu)的鋼-混凝土組合抗爆防護(hù)結(jié)構(gòu)，并建立了基于沖量分配的鋼-混凝土組合防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明結(jié)合混凝土多孔性、低強(qiáng)度和脆性破壞的特點(diǎn)，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、塑性變形大的優(yōu)勢(shì)，降低沖擊強(qiáng)度并將能量最大限度地分散到混凝土結(jié)構(gòu)上，使防護(hù)結(jié)構(gòu)的整體抗力優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，采用爆炸加載實(shí)驗(yàn)考核了防護(hù)結(jié)構(gòu)的有效性，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:在常規(guī)防護(hù)工程中，為阻止防護(hù)結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊下的局部破壞影響整體安全，提出了鋼-混凝土組合抗爆防護(hù)結(jié)構(gòu)和基于沖量分配的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種利用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗爆炸毀傷的方法，為實(shí)現(xiàn)組合結(jié)構(gòu)抗毀傷的效果，其組合結(jié)構(gòu)由混凝土鑄件與鋼鑄件構(gòu)成；步驟I鑄件制備:
混凝土鑄件制成上下兩塊，其壁厚1150-1500mm、長(zhǎng)999_2000mm、內(nèi)徑159-1160mm ;鋼鑄件制成圓柱體或拱形圓柱體，其壁厚9_80mm、長(zhǎng)595_2000mm、內(nèi)徑135-1000mm、兩端無(wú)封堵；其中選用的鋼鑄件為Q 345R鋼管；步驟2設(shè)計(jì)方案:設(shè)爆炸沖擊波載荷作用到組合結(jié)構(gòu)爆心截面的比沖量為Iy鋼結(jié)構(gòu)爆心截面部分獲得的比沖量為Is，混凝土吸收的比沖量為I。，則:Ir = Is+Ic 公式(I)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)爆心截面的單位環(huán)面，在爆炸沖擊波載荷作用下獲得一個(gè)初始運(yùn)動(dòng)速度Vtl,且pshV0=Is 公式(2)其中:P s分別為鋼結(jié)構(gòu)的密度，h為鋼結(jié)構(gòu)的厚度；根據(jù)能量守恒，忽略彈性功影響，鋼結(jié)構(gòu)爆心截面的單位環(huán)面獲得的全部動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為塑性形變能，則:'PsV0 = Um = EtSw^式⑶
其中:σπ，％分別為鋼結(jié)構(gòu)爆心截面的單位環(huán)面等效應(yīng)力和塑性應(yīng)變，ET為鋼結(jié)構(gòu)爆心截面的單位環(huán)面等效彈性模量；由公式(2)和公式(3)可得:
權(quán)利要求
1.一種利用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗爆炸毀傷的方法，其特征在于:組合鑄件構(gòu)成與抗爆方案實(shí)施； 步驟I鑄件構(gòu)成: 混凝土鑄件:制成上下兩塊,其壁厚1150-1500mm、長(zhǎng)999-2000mm、內(nèi)徑159_1160mm ； 鋼鑄件:制成圓柱體或拱形圓柱體，其壁厚9-80mm、長(zhǎng)595-2000mm、內(nèi)徑135_1000mm、兩端無(wú)封堵；其中鋼鑄件的材質(zhì)為Q345R鋼管； 步驟2設(shè)計(jì)方案: 設(shè)爆炸沖擊波載荷作用到組合結(jié)構(gòu)爆心截面的比沖量為U鋼結(jié)構(gòu)爆心截面部分獲得的比沖量為Is，混凝土吸收的比沖量為I。，則: Ir = Is+Ic 公式(I) 對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)爆心截面的單位環(huán)面，在爆炸沖擊波載荷作用下獲得一個(gè)初始運(yùn)動(dòng)速度 P shV0 = Is 公式(2) 其中:P s分別為鋼結(jié)構(gòu)的密度，h為鋼結(jié)構(gòu)的厚度； 根據(jù)能量守恒，忽略彈性功影響，鋼結(jié)構(gòu)爆心截面的單位環(huán)面獲得的全部動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為塑性形變能，則:
全文摘要
本發(fā)明提供的一種利用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗爆炸毀傷的方法，即采用的構(gòu)建由混凝土鑄件與圓柱體或拱形圓柱體鋼鑄件構(gòu)成，使用時(shí)兩端無(wú)封堵，在鋼管正中心放置定量的TNT炸藥，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)強(qiáng)爆炸沖擊的有效防護(hù)；其中鋼鑄件的材質(zhì)為Q345R鋼管。在常規(guī)防護(hù)工程中，為阻止防護(hù)結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊下的局部破壞影響整體安全，提出的鋼-混凝土組合抗爆防護(hù)結(jié)構(gòu)和基于沖量分配的設(shè)計(jì)方法，有重要的借鑒價(jià)值。
文檔編號(hào)E04B1/92GK103088927SQ201210532410
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63653部隊(duì)