纵观当今世界,恐怖爆炸袭击事件和意外爆炸事故的频发不仅带来了巨大的经济财产损失、造成了大量的人员伤亡,而且给公众带来了巨大的心里压力,严重威胁社会的和谐稳定。因此采取有效的手段提高建筑物的抗爆性能已经成为了一项重要的研究课题。碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer)由于其独特的力学性能、良好的粘合性、耐热性和抗腐蚀性等特点、非常适合用于土木工程领域,现已广泛应用于土木工程的结构加固中。为研究CFRP加固钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的抗爆性能,本文采用理论分析手段和数值模拟方法对爆炸荷载下CFRP加固钢筋混凝土板的动态响应特性进行了研究。主要的研究内容和成果如下:(1)基于板壳力学的经典Navier解,并根据双向板跨中截面的应力-内力平衡条件推导出了 CFRP加固钢筋混凝土板的弹、塑性极限点抗力。通过下降三角形脉冲荷载等效为爆炸荷载的荷载等效方式,建立了基于等效单自由度法的CFRP加固钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的等效体系,根据TM5-1300提出的等效体系的动力响应计算方法,并采用等效单自由度法得到了 CFRP加固钢筋混凝土双向板的跨中截面区域的最大动位移。与数值模拟结果对比验证了理论公式分析的正确性。(2)通过显示动力学软件ANSYS/LS-DYNA,基于分离式共节点模型的建模方式建立了 CFRP—胶结层—混凝土板—钢筋骨架—空气域—TNT炸药的全耦合模型。并基于刚度惩罚算法实现了爆炸冲击波和CFRP钢筋混凝土构件的非线性耦合作用。利用ALE多物质流-固耦合算法对比分析了爆炸荷载作用下CFRP加固钢筋混凝土板的动态响应特性。系统地对比研究了 CFRP外贴形式、CFRP外贴厚度以及钢筋混凝土板的边界条件对于板构件抗爆性能的影响。研究结果表明,外贴CFRP材料能够显著提高钢筋混凝土板的抗爆性能,面板构件抗爆性能的提升主要是由于CFRP限制了受拉区混凝土裂缝的扩展速度,进而大大提升了钢筋混凝土板的抗弯刚度和整体性;CFRP外贴形式以及钢筋混凝土板的边界条件是相互关联的,不同的边界条件下,CFRP的外贴形式对于钢筋混土板抗爆性能的提升是存在差异的,而产生这种差异的原因究其本质是由于CFRP对于受拉区混凝土材料裂缝扩展的限制能力各不相同;此外,随着CFRP的厚度的等梯度线性增加,钢筋混凝土板的最大动位移呈现出非线性降低的趋势变化,表明CFRP的厚度并非是越厚越好,而是存一个能够同时兼顾经济和受力的最优值。研究结果可为CFRP加固钢筋混凝土板的抗爆设计提供理论建议和参考依据。(3)利用光滑粒子流体动力学法(SPH)并结合有限元法(FEM)建立了光滑粒子—有限元的全耦合模型(SPH-FEM),并结合ALE多物质流固耦合法对CFRP加固钢筋混凝土板的典型构件进行了数值模拟对比分析。对比分析结果表明,SPH-FEM在处理大变形问题上存在显著的优势,采用合理的SPH-FEM耦合模型能够大幅提高计算效率,但由于SPH光滑粒子密度的限制,若采用SPH粒子的TNT装药模型,受载构件表面会产生一定程度的应力集中现象,但随着SPH粒子个数的增加,这种应力集中现在会逐渐弱化。动力响应结果也会趋于真实值。