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近年来，世界各地的爆炸灾害频繁发生，给建筑结构和人员安全造成极大的威胁，对结构进行抗爆防爆研究显得越来越为重要。作为一种结构类型，钢结构在工业及民用建筑中应用广泛，尤其是在大型公共建筑中应用极多，一旦这些建筑结构遭受恐怖袭击或意外爆炸而发生严重破坏，将造成巨大的生命财产损失，因此研究爆炸作用下钢结构及钢构件的动力响应，探究如何有效提高它们的抗爆能力已经成为一项重要且急切的研究任务。
本文利用非线性动力分析程序ANSYS/LS-DYNA，对炸药爆炸所产生的冲击波作用下钢柱和钢框架的动力响应进行了数值分析，研究结果可以为钢结构抗爆工作提供一定的参考借鉴。本文主要内容如下：
首先，对爆炸空气冲击波的基本理论进行阐述，简要介绍了ANSYS/LS-DYNA程序的分析流程和计算原理。此外，建立空中爆炸模型，数值模拟了冲击波在空气中的传播过程，通过数值结果与经验公式计算结果的对比，验证了数值算法及材料参数的可靠性，为钢结构爆炸的数值模拟奠定了基础。
其次，对炸药地面爆炸情况下底层框架柱的动力响应进行数值模拟。研究了不同爆距下钢柱表面超压和冲量的分布特性，并对影响钢柱爆炸响应的一些因素进行分析。
然后，对爆炸作用下单跨两层钢框架的动力响应进行数值模拟。考虑钢框架有混凝土楼板和无混凝土楼板两种情况，选用三种炸药量(15kg、30kg和45kg)，计算各炸药量下框架的动力响应。此外，数值模拟了大当量炸药爆炸下钢框架的破坏过程。
最后，考虑爆炸在框架外部近距离区域发生的情形，爆炸荷载采用简化的曲线形式施加在钢框架底层柱上，数值模拟了不同位置的钢柱失效而引起的钢框架倒塌破坏过程。