CN111910753A - 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法 - Google Patents

一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111910753A
CN111910753A CN202010339285.7A CN202010339285A CN111910753A CN 111910753 A CN111910753 A CN 111910753A CN 202010339285 A CN202010339285 A CN 202010339285A CN 111910753 A CN111910753 A CN 111910753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
explosion
plate
thickness
uhtcc
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010339285.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徐世烺
李庆华
李锐
周飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Gubang New Materials Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Gubang New Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Gubang New Materials Co ltd filed Critical Zhejiang Gubang New Materials Co ltd
Priority to CN202010339285.7A priority Critical patent/CN111910753A/zh
Publication of CN111910753A publication Critical patent/CN111910753A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/02—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements
    • E04B1/04—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2038—Resistance against physical degradation
    • C04B2111/2046—Shock-absorbing materials
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，所述抗爆板包括若干交替排布的超高韧性水泥基复合材料UHTCC能量吸收层和超高性能混凝土UHPC抗爆层，位于所述抗爆板外层的迎爆面和背爆面均为UHTCC能量吸收层；根据抗爆炸冲击荷载等级以及抗爆设防要求，确定抗爆板的厚度，其中UHTCC能量吸收层的厚度通过能量吸收效果确定，UHPC抗爆层的厚度由荷载等级和爆炸开坑要求确定。该优化设计方法能够有效减少爆炸荷载下的开坑深度，减少抗爆板背爆面的震塌、碎片飞溅现象，增强抗爆板对于爆炸冲击波的吸收能力，保护结构后方人员和设备的安全。

Description

一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法
技术领域
本发明属于防爆、抗爆工程技术领域，具体涉及一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方 法。
背景技术
为了保护国家人民的生命财产安全，对于安全、可靠的防护结构研究逐渐提 上日程。人们对于稳定安全的生活环境的需求逐渐迫切，因此，无论在民用还是 军用领域，人们对性能优良的抗爆板都有一定的需求。自然界存在的鲍鱼壳珍珠 层结构，韧性好抗冲击波性能强，最大限度地发挥了材料的防护能力，是经过自 然优化的防护结构，借鉴改贝壳结构设计出的多层抗爆板能够有效抵抗爆炸冲击 波。
普通混凝土抗拉能力弱，韧性差，脆性大，通常会在背部形成震塌、崩落现象，产生的混凝土、岩石碎块携带较大的动能，对结构附近人员、设备或武器装备等的安全构成了潜在威胁。近些年来随着科技的发展，出现了各类性能优良的水泥基抗爆材料。在专利《一种高韧性控裂防渗纤维混凝土》(公开号101665342A)的基础上研究的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)，是以体积掺量不超过2.5％的乱向短纤维增强的具有应变硬化和多缝开裂特性的水泥基材料。该材料在动态压缩荷载下呈现出高耗能特性，在动态拉伸荷载下呈现出良好的抗层裂效果。将其作为防护结构材料，可以减少由于冲击拉伸引起的碎片崩落和飞溅。但其抗压强度与普通混凝土相近，在爆炸荷载下可能产生较大开坑。超高性能混凝土(UHPC)是根据最紧密堆积原理，采用活性矿物和钢纤维制备出的具有超高强度、 高韧性、高耐久性的水泥基材料。该材料具有优良的抗爆炸、抗侵彻性能，能够有效减小 爆炸漏斗坑的大小，但在爆炸荷载下仍表现出脆性破坏模式，并产生较多碎片。目前国内 外常见的抗爆板大多以普通钢筋混凝土板或高性能钢纤维混凝土板。同时，现有的功能梯 度抗爆结构大多为金属材料，价格昂贵且结构复杂。爆炸常伴随侵彻，UHTCC材料具有 优良的降低侵彻开坑的能力。
爆炸时产生巨大的空气冲击波以及飞溅的碎片，严重危害到了附近人员的生 命安全，这使得人们对抗爆结构的防护要求更加严苛。因此，抗爆炸领域迫切的 需要工程技术人员研发出一种能够有效吸收爆炸冲击波能量并防止震塌现象的 抗爆板，作为建筑结构的防护部分，为人民的生活、生产安全提供保障。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明目的在于克服现有钢筋混凝土/钢纤维混凝土抗爆板在爆 炸冲击作用下，由于混凝土材料的脆性大、韧性差、抗拉能力弱而产生的脆性破坏，且在 结构的背爆面产生震塌现象导致的碎片飞溅。同时，吸收爆炸冲击波，以减少对抗爆板后 方人员的伤害。可充分发挥UHTCC的高韧和UHPC高强的特性，从而显著提高该功能梯度抗爆板的防护效果，为抗爆板后方的人员和设备提供更好的安全保障。
本发明通过下述技术方案实现：
一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，所述抗爆板包括若干交替排布的超高韧性水 泥基复合材料UHTCC能量吸收层和超高性能混凝土UHPC抗爆层，位于所述抗爆板外层的迎爆面和背爆面均为UHTCC能量吸收层；所述抗爆板的板体配置双层以上钢筋，并配 置纵向拉结筋，配筋时需保证拉结筋穿过各层之间的界面，以确保各层之间的粘结性；板 体在钢筋绑扎完毕后进行分层浇筑，浇筑时在模板中标记各层厚度位置，自下向上逐层浇 筑到指定厚度，并保证在下层材料初凝前开始上一层材料的浇筑；
根据抗爆炸冲击荷载等级以及抗爆设防要求，确定抗爆板的厚度，其中UHTCC能量吸收层的厚度通过能量吸收效果确定，UHPC抗爆层的厚度由荷载等级和爆炸开坑要求确定。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗爆板的厚度可由以下公式确定：
f＝(aW+b)Hc
式中f为抗爆设防要求下板的最大跨中挠度、单位为mm，W为TNT炸药当量、单位 为kg，H为抗爆板厚度、单位为m，a、b、c为由抗爆板的跨度和宽度确定的常数。
作为本发明一种更优选的技术方案，计算参数a、b、c由以下方法确定：
S1.根据目标结构的跨度和宽度要求，建立抗爆目标炸药当量下厚度与跨度之比在 0.05～0.3范围内的若干个有限元模型，计算不同厚度下抗爆板的跨中最大挠度；
S2.在上一步有限元模型的基础上，在10％～1000％的范围内改变模型中的炸药当量， 并再次建立若干个有限元模型，计算不同厚度时各炸药当量下抗爆板的跨中最大挠度；
S3.将各模型的厚度、炸药量以及计算得到的跨中最大挠度代入权利要求2所述的公 式中进行拟合，即可得到相应工况下的计算常数a、b、c。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述UHTCC能量吸收层不小于相邻UHPC抗爆层厚度的1/6，且不大于相邻UHPC抗爆层的厚度。
作为本发明一种最优选的技术方案，根据已经确定的抗爆板总厚度，建立不同UHTCC 能量吸收层和UHPC抗爆层厚度比的有限元模型并进行计算，计算结果中损伤面积最小的 即为最佳厚度比。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗爆板爆炸漏斗坑的直径和深度可由如下公式 确定：
Figure BDA0002467758610000031
Figure BDA0002467758610000032
式中W为TNT炸药当量、单位为kg，e为装药高度、单位为m。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗爆板能够减小侵彻开坑，开坑直径仅为弹体 直径的3～4倍。
作为本发明一种优选的技术方案，所述UHTCC能量吸收层中使用的纤维为聚乙烯醇 纤维、聚乙烯纤维中的一种或两种。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述UHTCC能量吸收层，通过控制纤维的体积掺量在0.5％～3％之间使其极限拉应变达到1％以上，通过控制水与胶凝材料(水泥、硅灰、矿渣、粉煤灰)重量之比在15％～55％之间使其强度大于30MPa，弹性模量大于15GPa。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述UHPC抗爆层，通过控制钢纤维的体积掺量 在0.5％～3％之间使其极限拉应变达到0.3％以上，通过控制水与胶凝材料(水泥、硅灰、 矿渣)重量之比在10％～40％之间使其强度大于100MPa，弹性模量大于35GPa。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明仿照自然界中的贝壳结构设计出由UHTCC和UHPC构成的多层抗爆板，能够有效的减少爆炸荷载下的开坑深度，减少抗爆板背爆面的震塌、碎片飞溅现象，并增强抗爆板对于爆炸冲击波的吸收能力。
本发明可以充分发挥UHTCC材料超高韧性、高耗能和抗层裂的特性，以及UHPC材料超高强度、高韧性的特性。设置UHTCC能量吸收层以吸收爆炸冲击能量并减轻震塌和 层裂现象，设置UHPC抗爆层以减小爆炸漏斗坑，设置为多层结构以通过应力波在不同介 质接触面的投射和反射削减爆炸冲击能量，设置双层配筋和拉结筋以增加结构刚度和整体 性。UHTCC也能减少侵彻下的开坑直径。
综上所述，本发明提供的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法能够大幅提高水泥基材料 抗爆板的抗爆效果和防护效果，保护结构后方人员和设备的安全，减轻爆炸荷载的危害。 随着人们对安全、可靠的抗爆结构的需求不断增强，本发明具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为爆炸冲击荷载下普通钢筋混凝土和本发明所述仿贝壳结构抗爆板破坏形态图；
图2为本发明的三层抗爆板的结构断面图；
图3为本发明的多层抗爆板的结构断面图；
图4为实施例1中仿贝壳结构抗爆板的结构断面尺寸示意图；
图5为实施例1中仿贝壳结构抗爆板的结构配筋示意图。
附图标记：1-迎爆面，2-UHPC抗爆层，3-背爆面，4-UHTCC能量吸收层，5-迎爆面 钢筋，6-背爆面钢筋，7-拉结筋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行描述，该实施例旨在对本发明做出说明，而 并非对本发明做出任何限制。
实施例1：
参照附图1至5，根据本文发明提供的一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，所述 抗爆板包括若干交替排布的超高韧性水泥基复合材料UHTCC能量吸收层4和超高性能混凝土UHPC抗爆层2，位于所述抗爆板外层的迎爆面1和背爆面2均为UHTCC能量吸收 层4；所述抗爆板的板体配置双层以上钢筋，并配置纵向拉结筋7，拉结筋7沿抗爆板的 厚度方向分布，配筋时需保证拉结筋7穿过各层之间的界面，以确保各层之间的粘结性， 在所述迎爆面1和背爆面2均配置主筋，所述主筋包括迎爆面钢筋5和背爆面钢筋6；板 体在钢筋绑扎完毕后进行分层浇筑，浇筑时在模板中标记各层厚度位置，自下向上逐层浇 筑到指定厚度，并保证在下层材料初凝前开始上一层材料的浇筑。
UHTCC能量吸收层4用以吸收爆炸冲击波并减轻由于拉伸应力波引起的震塌现象，UHPC抗爆层2用以通过应力波在不同介质中的透射和反射来减弱爆炸冲击波。
根据抗爆炸冲击荷载等级以及抗爆设防要求，确定仿贝壳结构抗爆板的厚度，其中 UHTCC能量吸收层4的厚度通过能量吸收效果确定，UHPC抗爆层2的厚度由荷载等级 和爆炸开坑要求确定；
以下列某实施例对本发明进行具体描述。本实施例的目标是使用所述仿贝壳结构的抗 爆板优化设计方法完成某一抗爆板设计，所述抗爆板设计需求为跨度和宽度均为2m，可 抵抗10kg TNT炸药接触爆炸荷载，且跨中挠度小于8mm。
本实施例中仿贝壳结构抗爆板厚度由以下公式确定：
f＝(aW+b)Hc
式中f为抗爆设防要求下板的最大跨中挠度、单位为mm，W为TNT炸药当量、单位 为kg，H为抗爆板厚度、单位为m，a、b、c为由抗爆板的跨度和宽度确定的常数。
计算参数a、b、c由以下方法确定：
1)根据目标结构的跨度和宽度要求，建立抗爆目标炸药当量下厚度与跨度之比在0.05～0.3范围内的若干个有限元模型，计算不同厚度下抗爆板的跨中最大挠度。
2)在上一步有限元模型的基础上，在10％～1000％的范围内改变模型中的炸药当量， 并再次建立若干个有限元模型，计算不同厚度时各炸药当量下抗爆板的跨中最大挠度。
3)将各模型的厚度、炸药量以及计算得到的跨中最大挠度代入上述公式中进行拟合， 由此得到相应工况下的计算常数a、b、c分别为0.135、0.175、-1.52，并根据跨中挠度限值计算出厚度应大于33.7cm，最终厚度H取为40cm。
在本实施例中UHTCC能量吸收层4的厚度不小于相邻UHPC抗爆层2厚度的1/6， 且不大于相邻UHPC抗爆层2的厚度。若UHTCC能量吸收层4的厚度过大会导致结构爆 炸成坑深度过大，若UHTCC能量吸收层4的厚度过小则无法充分吸收爆炸冲击能量。根 据已经确定的抗爆板总厚度为40cm，建立不同UHTCC能量吸收层4与UHPC抗爆层2 厚度比的有限元模型并进行计算，计算结果中损伤面积最小模型的UHTCC：UHPC： UHTCC厚度比例为1:6:1。其中，UHTCC能量吸收层4为50mm，UHPC抗爆层2为300mm， 抗爆板的跨度为2000mm(如图4所示)。
在本实施例中仿贝壳结构抗爆板爆炸漏斗坑的直径和深度可由如下公式确定：
Figure BDA0002467758610000051
Figure BDA0002467758610000052
式中W为TNT炸药当量、单位为kg，e为装药高度、单位为m。
在本实施例中所述UHTCC能量吸收层4中使用的纤维为聚乙烯醇纤维。
在本实施例中所述UHTCC能量吸收层4，通过控制纤维的体积掺量在0.5％～3％之间 使其极限拉应变达到3％，通过控制水与胶凝材料(水泥、硅灰、矿渣、粉煤灰)重量之 比在15％～55％之间使其抗压强度为35MPa，弹性模量为17.9GPa。
在本实施例中所述UHPC抗爆层2，通过控制钢纤维的体积掺量在0.5％～3％之间使其 极限拉应变达到0.3％，通过控制水与胶凝材料(水泥、硅灰、矿渣)重量之比在10％～40％ 之间使其抗压强度为120MPa，弹性模量为44.2GPa。
本实施例采用双层配筋，迎爆面钢筋4和背爆面钢筋5均采用φ20的HRB400钢筋，跨度方向为φ20@100mm，宽度方向为φ20@150mm。为保证结构整体性，增加各层间粘结性并承担部分冲击荷载，在主筋之间布置φ6.5@100mm×150mm的拉结筋7(配筋情况如图5 所示)。
钢筋设置过程中，迎爆面1和背爆面3的主筋均布置于最外侧的UHTCC能量吸收层4中，确保拉结筋7穿过所有界面，以避免层间粘结力不足导致的脱粘现象。
根据抗爆板尺寸大小制作完模板后，将绑扎好的钢筋笼放入模板内，按如图2所示对 抗爆板进行逐层浇筑。先浇筑背爆面3，待其初凝后浇筑中部抗爆层2，待其初凝后浇筑迎爆面1。
为对比突出根据本发明提供的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法设计得到的抗爆板 的抗爆性能，建立了相应的接触爆炸数值模型，将本实施例中的抗爆板与C60钢筋混凝土 抗爆板进行抗爆效果对比，该C60钢筋混凝土抗爆板采用与仿贝壳结构抗爆板相同的几何 尺寸、配筋、炸药量，计算结果见表1和图1。
表1
Figure BDA0002467758610000061
由上述计算结果可知，采用本发明所述方法设计的仿贝壳结构抗爆板，在同等爆炸荷 载下，迎爆面爆炸漏斗坑明显减小，背爆面震塌现象消失，背爆面空气超压峰值大幅降低， 因此本实施例中的仿贝壳结构抗爆板抗爆效果远优于普通C60钢筋混凝土板，能够起到良 好的防护作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，而并非对本发明加以限制。在本发明的精神与原 则之内做的任何等同替换和修改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于，所述抗爆板包括若干交替排布的超高韧性水泥基复合材料UHTCC能量吸收层和超高性能混凝土UHPC抗爆层，位于所述抗爆板外层的迎爆面和背爆面均为UHTCC能量吸收层；所述抗爆板的板体配置双层以上钢筋，并配置纵向拉结筋，配筋时需保证拉结筋穿过各层之间的界面，以确保各层之间的粘结性；板体在钢筋绑扎完毕后进行分层浇筑；
根据抗爆炸冲击荷载等级以及抗爆设防要求，确定抗爆板的厚度，其中UHTCC能量吸收层的厚度通过能量吸收效果确定，UHPC抗爆层的厚度由荷载等级和爆炸开坑要求确定。
2.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于，所述抗爆板的厚度可由以下公式确定：
f＝(aW+b)Hc
式中f为抗爆设防要求下板的最大跨中挠度、单位为mm，W为TNT炸药当量、单位为kg，H为抗爆板厚度、单位为m，a、b、c为由抗爆板的跨度和宽度确定的常数。
3.根据权利要求2所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于，计算参数a、b、c由以下方法确定：
S1.根据目标结构的跨度和宽度要求，建立抗爆目标炸药当量下厚度与跨度之比在0.05～0.3范围内的若干个有限元模型，计算不同厚度下抗爆板的跨中最大挠度；
S2.在上一步有限元模型的基础上，在10％～1000％的范围内改变模型中的炸药当量，并再次建立若干个有限元模型，计算不同厚度时各炸药当量下抗爆板的跨中最大挠度；
S3.将各模型的厚度、炸药量以及计算得到的跨中最大挠度代入权利要求2所述的公式中进行拟合，即可得到相应工况下的计算常数a、b、c。
4.根据权利要求2所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：所述UHTCC能量吸收层不小于相邻UHPC抗爆层厚度的1/6，且不大于相邻UHPC抗爆层的厚度。
5.根据权利要求4所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：根据已经确定的抗爆板总厚度，建立不同UHTCC能量吸收层和UHPC抗爆层厚度比的有限元模型并进行计算，计算结果中损伤面积最小的即为最佳厚度比。
6.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：所述抗爆板爆炸漏斗坑的直径和深度可由如下公式确定：
Figure FDA0002467758600000011
Figure FDA0002467758600000021
式中W为TNT炸药当量、单位为kg，e为装药高度、单位为m。
7.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：所述抗爆板能够减小侵彻开坑，开坑直径仅为弹体直径的3～4倍。
8.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：所述UHTCC能量吸收层中的纤维为聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维中的一种或两种。
9.根据权利要求8所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：所述UHTCC能量吸收层，通过控制纤维的体积掺量在0.5％～3％之间使其极限拉应变达到1％以上，通过控制水与胶凝材料重量之比在15％～55％之间使其强度大于30MPa，弹性模量大于15GPa。
10.根据权利要求1所述的仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法，其特征在于：所述UHPC抗爆层，通过控制钢纤维的体积掺量在0.5％～3％之间使其极限拉应变达到0.3％以上，通过控制水与胶凝材料重量之比在10％～40％之间使其强度大于100MPa，弹性模量大于35GPa。
CN202010339285.7A 2020-04-26 2020-04-26 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法 Pending CN111910753A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010339285.7A CN111910753A (zh) 2020-04-26 2020-04-26 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010339285.7A CN111910753A (zh) 2020-04-26 2020-04-26 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111910753A true CN111910753A (zh) 2020-11-10

Family

ID=73237986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010339285.7A Pending CN111910753A (zh) 2020-04-26 2020-04-26 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111910753A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117633986A (zh) * 2023-12-05 2024-03-01 江苏中碳建筑产业研究院有限公司 基于功能梯度材料的复合叠合楼板正截面承载力计算方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1687543A (zh) * 2005-04-22 2005-10-26 大连理工大学 多层复合结构防爆墙的设计方法
JP2008303646A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Ohbayashi Corp 防爆耐火性被覆厚さ算出方法
CN103837117A (zh) * 2014-03-20 2014-06-04 武汉科技大学 一种模拟深水环境爆炸试验用容器的壁厚确定方法
CN204590298U (zh) * 2015-04-14 2015-08-26 吉首大学 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构
WO2015171465A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 Strong Built Structures, Inc. Method for fabricating six-sided concrete modules
CN106223697A (zh) * 2016-07-20 2016-12-14 邱炎新 一种抗爆多层住宅结构的构建方法
CN108304621A (zh) * 2018-01-12 2018-07-20 南京航空航天大学 一种基于功能梯度的负泊松比结构防爆车门及优化方法
JP2019167611A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社ケミカル工事 コンクリート構造物の電気防食構造及び電気防食工法
EP3604714A1 (en) * 2017-03-31 2020-02-05 Fhecor Ingenieros Consultores, S.A. Anti-explosion protection system for damping barriers
CN210317324U (zh) * 2018-11-22 2020-04-14 浙江大学 一种地下工程支护抗爆一体化复合结构

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1687543A (zh) * 2005-04-22 2005-10-26 大连理工大学 多层复合结构防爆墙的设计方法
JP2008303646A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Ohbayashi Corp 防爆耐火性被覆厚さ算出方法
CN103837117A (zh) * 2014-03-20 2014-06-04 武汉科技大学 一种模拟深水环境爆炸试验用容器的壁厚确定方法
WO2015171465A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 Strong Built Structures, Inc. Method for fabricating six-sided concrete modules
CN204590298U (zh) * 2015-04-14 2015-08-26 吉首大学 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构
CN106223697A (zh) * 2016-07-20 2016-12-14 邱炎新 一种抗爆多层住宅结构的构建方法
EP3604714A1 (en) * 2017-03-31 2020-02-05 Fhecor Ingenieros Consultores, S.A. Anti-explosion protection system for damping barriers
CN108304621A (zh) * 2018-01-12 2018-07-20 南京航空航天大学 一种基于功能梯度的负泊松比结构防爆车门及优化方法
JP2019167611A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 株式会社ケミカル工事 コンクリート構造物の電気防食構造及び電気防食工法
CN210317324U (zh) * 2018-11-22 2020-04-14 浙江大学 一种地下工程支护抗爆一体化复合结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117633986A (zh) * 2023-12-05 2024-03-01 江苏中碳建筑产业研究院有限公司 基于功能梯度材料的复合叠合楼板正截面承载力计算方法
CN117633986B (zh) * 2023-12-05 2024-05-28 江苏中碳建筑产业研究院有限公司 基于功能梯度材料的复合叠合楼板正截面承载力计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Ultra-high performance concrete targets against high velocity projectile impact–a-state-of-the-art review
CN108487490B (zh) 抗爆炸冲击的复合防护结构
Murali et al. Repeated projectile impact tests on multi-layered fibrous cementitious composites
CN112848554A (zh) 一种高韧性纤维增强泡沫铝梯度抗爆复合结构
Liao et al. Experimental study of reinforced UHDC-UHPC panels under close-in blast loading
US20090162626A1 (en) Concrete having excellent explosion resistance
Shao et al. Penetration resistance of ultra-high-strength concrete protected with layers of high-toughness and lightweight energy absorption materials
CN107514268B (zh) 一种跨活动断裂的高延性隧道支护结构
CN108680062A (zh) 高抗力防弹抗爆复合结构及其制作方法
CN108004912A (zh) 用于圆形墩柱抗爆抗冲击的防护装置
EP2929281A1 (en) Smart blast sensing
CN204590298U (zh) 一种复合多层自密实混凝土防爆抗冲击防护结构
Song et al. Experimental investigation on the cellular steel-tube-confined concrete targets against projectile impact
Xu et al. Theoretical analysis on bending behavior of functionally graded composite beam crack-controlled by ultrahigh toughness cementitious composites
CN115124304A (zh) 一种配筋超高性能纤维增强混凝土抗侵彻结构及其制备方法
CN108661197B (zh) 一种抗航弹侵彻的钢管陶瓷球玄武岩纤维混凝土防护板
DK178289B1 (en) Light weight composite armor with structural strength
CN111910753A (zh) 一种仿贝壳结构的抗爆板优化设计方法
CN111962760A (zh) 一种抗爆抗冲击复合墙板
CN105971362A (zh) 一种波纹钢板-多孔金属防护装甲
Xu et al. Experimental and numerical investigation of G-UHPC based novel multi-layer protective slabs under contact explosions
Alhadid et al. Critical overview of blast resistance of different concrete types
CN106978878A (zh) 一种钢板聚乙烯醇水泥基复合抗爆板
Yang et al. Enhanced impact resistance of three‐dimensional woven composites with double‐layer core structure
CN107587624B (zh) 一种装配式抗爆防护板结构及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201110

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication