建筑工程论文哪里有？本文在前期对FRP约束钢管混凝土柱静力性能及 CFRP约束钢管混凝土柱抗爆性能的研究基础上，对爆炸荷载作用下 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱的抗爆性能进行了研究。
第一章 绪论
1.3.1 FRP 约束混凝土构件的抗爆性能研究现状
美国、日本、欧洲等发达国家和地区对于 FRP 加固混凝土结构的抗爆性能研究走在前列。美国于 20 世纪 90 年代就开始对 FRP 加固混凝土构件的抗爆能力进行了试验和理论研究[8, 9]。Razaqpur 等[10]通过爆炸荷载试验研究了 GFRP 加固钢筋混凝土板抵抗爆炸的动力性能，研究结果表明，经过 GFRP 加固的钢筋混凝土板的爆炸承载能力比未加固的钢筋混凝土板的爆炸承载能力提高了 75%。Masuhiro 等人[11]通过爆炸试验研究了碳纤维布和芳纶纤维布对混凝土板局部损伤和破裂的影响，同时将试验数据同 Morishita 提出的估计值进行比较并讨论了局部损伤的特征。得出：芳纶纤维布或碳纤维布能够大幅度地降低混凝土板的局部损伤值，防止混凝土板发生破裂。Ganhai 和 Nicholas 等人[12]研究了在单次、二次和三次爆炸试验作用下 FRP 加固钢筋混凝土板的性能，通过爆炸试验的结果得出：经过 FRP 加固的钢筋混凝土板能够承受二次爆炸，在经过三次爆炸荷载冲击作用后，在 FRP 加固的钢筋混凝土板上能够观察到 FRP 呈脆性剪切破坏。Rodriguez等人[13]通过对 CFRP 加固混凝土柱的准静态加载试验来模拟现场爆破试验，通过观察试验过程中柱的破坏模式，发现在混凝土柱外部包裹 CFRP 能使其由脆性的剪切破坏形态变成延性的剪切破坏形态，同时柱的承载能力和变形能力得到了提高。Azrul 和 Hao 等人[14]通过动力分析软件分析了 FRP 加固单向和双向钢筋混凝土板的爆炸动力响应，研究分析了 CFRP 强度、CFRP 厚度以及粘结强度对加固板与未加固板的抗爆性能影响，还利用数值模拟数据结合经验公式绘制了损伤评价 P-I 图。Esfandiari 和 Latifi[15]利用软件 ABAQUS 建立了一栋 5 层混凝土建筑物，并利用 ABAQUS 软件消除角柱、侧柱和中间柱，然后用 FRP 加固梁和混凝土板底部，并且对建筑结构重新进行爆炸分析，发现FRP 加固可以修复和减少混凝土结构在爆炸作用下的连续倒塌。Alsendi 和 Eamon 等人[16]在改变混凝土强度、纵向钢筋数量的同时，研究了 SFRP 包裹钢筋混凝土桥墩的抗爆性能，发现桥墩的抗爆能力与混凝土强度和钢筋的配筋率呈线性关系，钢筋配筋率的影响程度更大，单层的 SFRP 就能提高桥墩的抗爆性能，再额外增加 SFRP 层数对其抗爆能力的提高程度不大。
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第三章 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱抗爆性能分析的数值模拟方法
3.1 有限元程序 ANSYS/LS-DYNA 简介
3.1.1 LS-DYNA 发展概况
LS-DYNA 是一款大型的、应用广泛的且功能齐全的仿真模拟分析软件，其能够被用来模拟分析真实环境中的各类复杂问题。在 19 世纪 70 年代，美国劳伦斯.利弗莫尔国家实验室的 John O. Hallquist 博士开发了 DYNA 程序。随后该程序经过六年不同版本的功能扩充和不断改进，在 1988 年，John O. Hallquist 博士将 DYNA 程序正式更名为LS-DYNA，从此 DYNA 程序走上了商用之路。到了 1996 年，LSTC 公司与 ANSYS 公司共同推出了 ANSYS 和 LS-DYNA 的前后处理能够进行交叉使用的 ANSYS/LS-DYNA软件，使 LS-DYNA 软件的分析能力得到了很大提升，也为用户的使用提供了很大的方便，在工程界得到了广泛使用。在 1997 年，LSTC 公司将 LS-DYNA2D、LS-TOPAZ2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ3D 等程序集结成为 LS-DYNA 软件。此后，LS-DYNA 软件经过不断地完善与发展，成为了当前通用成熟的非线性有限元分析软件。
3.1.2 ANSYS/LS-DYNA 软件的功能特点
（1）应用分析功能的广泛性。
LS-DYNA 能对热分析、多刚体动力学分析、实时声场分析、多物理场耦合分析、薄板冲压成型分析、汽车安全性分析、非线性动力分析、水下冲击、接触分析、失效分析、欧拉场分析等二维和三维结构的物理特性进行很好地模拟。
（2）单元库的多样性
LS-DYNA 程序在单元库中为使用者提供了壳单元、梁单元、安全带单元、离散单元、体单元、杆单元、Eular 单元、Lagrange 单元、ALE 单元等丰富的二维或三维单元类型。此外，程序还为这些单元模型提供了多种理论算法，能够较好地模拟大转动、大位移和大变形等问题。
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第五章 FRP 约束钢管混凝土柱在爆炸荷载作用下动力响应的理论分析
5.1 考虑轴力的等效单自由度体系
5.1.1 等效单自由度体系的基本理论
在对结构进行分析时，我们能够采用精准、严密的动力分析方法对简单结构进行分析，而对于复杂的结构来说，要确定它的受力机理十分困难。尤其是对于承受动力荷载的结构来说，它承受的动载难以确定，所以在设计过程中没有必要做十分严格的动力分析。因此，研究一种既能快速分析复杂结构的动力响应，又具有合理精确度的近似分析方法十分重要。等效单自由度法就是具备这样优点的一种分析方法。
等效单自由度法最先由 Norris[76]和 Biggs[77]提出。该方法的思路就是将结构构件的质量集中于某一点，然后只允许该点在动力荷载作用下沿某一特定方向振动，接着利用能量守恒定律，确定等效单自由度体系的特征参数，从而建立等效单自由度体系，最后用其求解结构构件在动力荷载作用下的最大动力反应[78]。
5.1.2 考虑轴力的等效单自由度体系的运动方程
通常地，等效单自由度体系不考虑轴压比对结构构件的影响，与实际情况不符。对于实际结构中的承重柱来说，轴力对于其动力响应分析是不可或缺的重要影响因素。因此，本文选用考虑轴力的等效单自由度体系计算结构构件的动力响应。此外，因爆炸冲击波作用的时间十分短暂，当结构发生最大的动力响应时，系统阻尼力还来不及吸收太多能量，因此本节不考虑阻尼力对构件动力响应的影响。
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5.2影响因素分析
本章将采用参数化分析的方法从轴压比、长细比、CFRP 粘贴方式及 FRP 种类四个因素出发，建立爆炸荷载作用下不同设计参数的 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱试件的有限元模型，并比较试件的破坏形态和跨中水平位移时程曲线，定性地分析不同设计参数对试件抗爆能力的影响。分析不同因素对试件抗爆性能的影响时，仅改变研究的设计参数，其余参数与基准模型参数相同。
在爆炸荷载作用下，不同轴压比下试件的跨中水平位移达到最大时，核心混凝土的应变云图和试件整体的应变云图分别被列于图 4-10 和图 4-11。观察两图可得，轴压比为 0 时，试件 CS-A-a(0)的柱脚和背爆面局部的混凝土单元的应变因达到其失效应变而发生销蚀现象，迎爆面柱脚的 CFRP 也因达到其极限应变而断裂，但钢管在整个过程中单元应变较小，所以钢管并未发生屈服破裂；轴压比为 0.1~0.5 时，试件中只有核心混凝土发生了破坏（其中，试件 CS-A-a(0.1)的核心混凝土因达到失效应变而脱落的部位为柱脚及背爆面局部，试件 CS-A-a(0.2)、CS-A-a(0.3)、CS-A-a(0.4)、CS-A-a(0.5)的核心混凝土因达到失效应变而脱落的部位为柱脚、迎爆面跨中及背爆面局部），且它们的核心混凝土破坏程度比试件 CS-A-a(0)的核心混凝土破坏程度要小；轴压比为 0.6~0.9 时，试件的大部分核心混凝土单元均发生了销蚀，试件 CS-A-a(0.6)的 CFRP 和钢管均未达到它们的极限应变，所以并未发生破坏，但试件发生了明显的弯曲变形，而试件 CS-A-a(0.7)、CS-A-a(0.8)、CS-A-a(0.9)不仅有较大的弯曲变形，而且背爆面柱脚的钢管凸曲，跨中的钢管屈服破裂，背爆面柱脚及跨中的 CFRP 也发生了断裂。
图 4-10 不同轴压比下核心混凝土的应变云图
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第六章 结论与展望
6.2 展望
虽然本文采用数值模拟和理论分析的方法对 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱在爆炸荷载作用下的动力响应进行了研究，得出了一些有用的结论。但是由于抗爆分析的复杂性，还存在一些问题亟需解决。主要有以下几个方面：
（1）本文选用的用于进行验证数值模拟方法的试验中试验数据较少，较难完整地验证有限元模拟的可靠性，因此在以后的研究中有必要对 FRP 约束钢管混凝土柱的抗爆性能进行现场试验研究，并采集多组实验数据，然后利用有限元分析方法对现场试验数据进行模拟验证，从而更加有效地验证有限元模拟分析的可靠性。
（2）本文只对 FRP、钢管、混凝土的接触以及轴力和爆炸荷载的施加进行了简单叙述，在后期的研究中需要对接触处理以及轴力和爆炸荷载的耦合分析做进一步说明。
（3）本文建立的 FRP 约束钢管混凝土柱模型承受的是轴向荷载，且本文运用的等效单自由度体系也是只考虑柱承受轴向荷载，并未考虑柱承受偏心荷载的情况。然而实际结构中的柱所承受的荷载通常是偏心荷载，因此在后期的工作中还需将爆炸荷载作用下偏心荷载对柱动力响应的影响进行研究。
（4）本文是将 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱作为一个单独构件来考虑的，然而在实际结构中，柱还会受到其余相连接的构件如梁、板等的影响，因此在后续的研究中有必要对 FRP 约束钢管混凝土结构进行整体分析，研究整个结构在爆炸荷载作用下抵抗倒塌的能力。
（5）本文研究的是 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱在空爆荷载作用下的动力反应，未考虑其他爆炸荷载类型的影响。然而在不同种类的爆炸荷载作用下，柱的破坏形态和动力响应会有较大差别，所以在后续的工作中还需研究不同类型的爆炸荷载对 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱抗爆性能的影响。
（6）本文只是对圆 FRP 约束钢管混凝土轴心受压柱的抗爆性能进行了研究分析，并未分析其他截面形式的柱的抗爆性能。然而在实际结构中，柱截面的形式还有方形、矩形、六边形等，因此在后续的研究中还可研究柱抵抗爆炸能力的最优截面形式。
参考文献（略）
