粘钢技术在结构加固领域有其特有的优点，将该项技术应用于人防工程的平战功能转换具有较好的应用前景，为探求粘钢接头结构在爆炸冲击波荷载下的响应机理，在核爆炸压力模拟器中进行了粘钢接头结构模型试验，验证了粘钢结构在设计爆炸荷载下的安全性，并分析和总结了爆炸荷载作用下粘钢接头结构的动力响应特征。

    粘钢技术在我国工民建领域中用于加固结构或构件，已有20多年历史，并因其具有快速、高强、占建筑空间少喝施工方便等显著特点而被广泛采用，这类技术如能应用于城市地下空间工程，尤其是普通大楼地下室的平战功能转换，则会对我国贯彻结合城市发展建设人防工程的方针起到积极的作用，但国内外有关爆炸荷载作用下粘钢加固构件及接头结构的强度特征性和承载机理等的相关研究甚少，制约了该项技术在人防工程中平战功能转换等方面的应用。

1试验模型按一定相似比模拟上海市某地下车库口部封堵门，承载接头结构由一块水平钢板好两块竖向支座钢板组成，通过结构胶合混凝土墙粘接，其中，水平钢板长0.8m，宽0.3m，厚10mm；竖向支承钢板均长0.8m，高0.18m，厚10mm；混凝土墙均长0.8m，高0.8m，厚0.1m，结构胶设计厚度为0.3cm。

1．  混凝土：标号C30密度ρ_p=2650kg/m³，弹性模量E_p=3.00×104MPa，泊松比υ_p=0.2,立方体抗压强度为34.5MPa。混凝土墙体内布设有双层双向Ф6@100钢筋。

2．  钢板：型号Q235，密度ρ_p=7850 kg/m³，弹性模量E_s=206GPa，抗拉强度设计值f_y=215MPa，抗剪强度设计值fv=125MPa。

3．  粘结剂：采用虎威牌THG-N型粘钢建筑结构胶，抗拉强度≥33MPa，抗拉强度≥18MPa。

试验在核爆炸压力模拟器中进行，其主要结合参数及性能指标可参考文献。试验模型放入模爆器中后，周围用细黄沙充填，以固定模型，同时防止冲击波进入模型内部产生反射与透射，影响实验结果。

试验中所用量测元件包括：空压传感器，应变计和位移计，其中，空压传感器通道数2个，应变计通道数18个，位移计通道数4个，总计24个数据通道。

2试验内容与结果分析

2.1试验内容

试验爆炸荷载分别按六级和五级人防设计要求设计超压峰值0.15MPa和0.3MPa，其中，完成值0.3MPa爆炸冲击波试验两次。

2.2试验结果与分析

1.模型结构的安全性

每次试验结束后都对模型的工作状态进行检验。超压峰值0.15MPa爆炸试验结束后，结构模型未见有任何损伤。可见粘钢接头结构在此爆炸荷载作用喜爱可安全使用，超压峰值0.3MPa第二次爆炸试验结束后，模型结构混凝土沿粘结胶界面出现一条长约30cm的细裂缝，表面经凿毛后检测，未见裂缝沿深度方向发展，可见这种接头结构在此爆炸荷载下也可安全使用。

2．封堵板位移响应特征

超压峰值0.15MPa爆炸荷载作用下，空压传感器所测应力峰值发生在0.4243_s,封堵板正中位移计最大位移发生在0.4285_s，最大位移值1.4122mm；超压峰值0.3MPa爆炸荷载第一次试验中，空压传感器所测应力峰值发生zia0.4154s,封堵板正中位移计量大位移发生在0.4188s，最大位移值4.3669mm；第二次超压峰值0.3MPa爆炸荷载试验中，空压传感器所测应力峰值发生在0.2946s，封堵板正中位移计最大位移发生在0.2989s，最大位移值2.6385mm。

三次试验中，均是封堵钢板正中位移响应最大，最大位移值达4.3669mm，且达到位移最大值时间晚于超压峰值时间。超压峰值0.3MPa爆炸荷载下第二次试验比第一次试验的实测超压峰值略高，且超压作用时间较长，但封堵板各测点位移响应反而较小，表明封堵板位移响应同超压峰值和超压作用时间均有关，且超压作用时间的影响更为显著。

3.竖向钢板反应响应特征

超压峰值0.15MPa爆炸荷载作用下竖向钢板不同位置各测点应变时程曲线。

距竖向钢板上端15mm、18mm处，测点应变读数显示钢板受拉应力作用，且离上端越近峰值越大，峰值后应变衰减也越快；距竖向钢板上端30mm、45mm处测点显示受压应力作用，且应变在峰值后衰减较快，距竖向钢板上端70mm、100mm、110mm处测点应变均较小，且几乎点初始应变在零值附近波动，而后在以上各测点达应变峰值后0.03s才突增至50με左右，达到应变峰值时间较晚且衰减较慢，从而表明在超压峰值值0.15MPa爆炸荷载作用下，粘钢接头结构中竖向钢板上端长约18mm段受拉应力作用，约30～48mm段受压应力作用，约70～110mm段所受的应力很小，下端163mm处竖向钢板起初不受应力作用，但在其上端各测点达应变峰值后约0.03s因能量传播和变形协调而产生较小拉应力。

此外i，外加爆炸荷载达到超压峰值的时间为0.4243s各测点到达应变峰值时间却为0.4239s，后者先于前者，此时各测点应变峰值与位置关系。研究表面沿竖向钢板测点应变最大值与测点位置关系符合如下指数函数：

y=a.e^bx+c.e^dx

3结论

1.     在超压峰值为0.15MPa的爆炸冲击波荷载作用下试验设计采用的粘钢结头结构未见损伤，可安全使用，在超压峰值为0.3MPa的爆炸冲击波荷载作用下，结构模型沿混凝土-粘钢胶界面处产生一条长约30cm的细裂缝，经表面凿毛检测，未见裂缝沿深度方向发展，故亦可安全使用。

2.     封堵板位移同时受到爆炸荷载的超压峰值和超压作用时间的影响，且超压作用时间对封堵板位移的影响更为显著，超压峰值越大、作用时间越短，封堵板产生位移较大。

3.     模型结构中封堵板位移最大值在外加爆炸冲击波荷载超压峰值之后产生，而竖向钢板应变峰值却在超压峰值之前达到。

4.     竖竖向钢板的应力状态不单一，且沿竖向钢板顶端向下发展分别为拉应力，压实力、无应力和拉应力区。竖向钢板上端应力较集中，下端因能量传递和变形协调而受衰减滞后的拉应力作用。

5.     爆炸荷载作用下，竖向钢板产生的应变峰值与几何位置有关，离竖向钢板端部越近，应变峰值越大，且峰值后应变衰减越快；应变峰值与几何位置之间存在指数函数关系，用y=a.e^bx+c.e^dx的指数函数对试验数据进行拟合，效果较好。

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