GFE爆炸荷载采用CONWEP（Conventional Weapons Effects Program）模型。CONWEP模型最早由Kingery 和Bulmash于1984年建立，可用于自由空气场爆炸和近距离爆炸计算。CONWEP模型考虑空气的可压缩性与轻质的特点，忽略了空气的刚度与惯性效应，因此在分析空中爆炸时，结构模型可直接参与爆炸响应计算，在精度允许范围内，节省爆炸分析的计算量。

在软件计算时，需要定义起爆点、结构上的爆炸载荷作用面、爆炸类型和炸药的TNT当量，内置的CONWEP模型可以据此计算出爆炸载荷时程中的载荷到达时间、最大超压、超压时间、指数衰减因子等参数。

一、模型简介

结构构件模型图如图1和图2所示，混凝土结构外部附一层钢板，单元类型为六面体单元，节点数186808，单元数165644。

                                                                         图1   结构示意图

                                                图2      结构模型示意图

模型采用三种材料，包括混凝土C、混凝土C1及钢材S。其中，混凝土C的密度2.65t/m³，弹性模量3.25×10⁷kPa，泊松比0.25，剪胀角为36°，混凝土塑性损伤模型参数如图3所示；混凝土C1的密度2.65t/m³，弹性模量3.25×10⁷kPa，泊松比0.25。钢材S的密度7.8t/m³，弹性模量2.06×10⁸kPa，泊松比0.3。

                                                                          图3   混凝土材料参数

首先，在结构底端施加固定端约束，对结构整体施加沿Z向幅值为-9.8m/s²的重力荷载，加载时间为1s，加载历程如图4所示。

                                                        图4   加载历程

爆炸荷载起爆时间为1s，结构顶部开始发生爆炸，其中荷载的Equivalent Mass为400，Mass Factor为1，Length Factor为1，Time Factor为1，Pressure Factor为1。结构上的爆炸载荷作用面，如图5所示。

                                                                      图5    爆炸载荷作用

二、计算结果

1.重力场

当时间达到1s时，重力荷载施加完成。提取结构位移、混凝土受压损伤，钢材塑性应变的云图进行对比。图6为重力场下结构位移，图7为重力场下混凝土受压损伤，图8为重力场下钢材塑性应变。GFE和软件A计算结果一致。

                                                               图6    重力场下结构位移

                                                       图7    重力场下混凝土受压损伤

                                                     图8     重力场下钢材塑性应变

2.爆炸过程

爆炸开始时（t=1.01s时刻），如图9所示，对应混凝土结构的受压损伤，从图中得知GFE软件计算结果与软件A软件计算结果吻合较好。

                                                          图9     t=1.01s时混凝土受压损伤

为分析在爆炸过程中结构的压强变化，选取t=1.01s时刻，结构爆炸过程中压强变化云图如图10所示。从图中得知GFE软件计算结果与软件A软件计算结果吻合较好。

                                             图10     爆炸过程压强变化云图