常見約束類型的鋼管混凝土構(gòu)件側(cè)向沖擊響應(yīng)試驗(yàn)研究與數(shù)值分析.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和其它混凝土結(jié)構(gòu)一樣，在役期間，不可避免地要受到意外撞擊的作用。隨著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在建筑、交通、核電站、軍事等領(lǐng)域的廣泛使用，急需對鋼管混凝土構(gòu)件的耐沖擊性能作深入的研究與分析。 本文選用工程上常用的圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件作為研究對象，采用固簡支和懸臂約束類型，通過落錘沖擊試驗(yàn)、有限元程序ANSYS/LS-DYNA的數(shù)值模擬和動塑性理論分析等研究手段，對鋼管混凝土構(gòu)件在側(cè)向沖擊下的動力響應(yīng)進(jìn)行了分析研究，并在此基礎(chǔ)

2、上，進(jìn)一步研究了有軸壓力作用的鋼管混凝土構(gòu)件在側(cè)向沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)和臨界失穩(wěn)破壞問題。 落錘沖擊試驗(yàn)主要針對跨長分別為1200mm和600mm、直徑為114mm的不同壁厚的圓形截面鋼管混凝土構(gòu)件，重點(diǎn)研究了沖擊速度、鋼管壁厚、約束類型對構(gòu)件的最終變形、沖擊力峰值、沖擊力作用時間、沖擊力平均值以及沖擊部位加速度峰值的影響，確定了每一類型構(gòu)件的臨界破壞能量值。 利用大型非線性動力有限元分析程序ANSYS/LS-DYN

3、A的接觸算法，對試件的沖擊試驗(yàn)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬過程以構(gòu)件最終變形值(撓度值)作為調(diào)整有限元模型參數(shù)的依據(jù)，并在此基礎(chǔ)之上對試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)展。通過數(shù)值模擬得到鋼管混凝土構(gòu)件在沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)全過程，找到了影響其動力特性的主要因素，為進(jìn)一步分析研究鋼管混凝土構(gòu)件的耐撞性能提供了一定的參考。 結(jié)合鋼管混凝土統(tǒng)一強(qiáng)度理論、結(jié)構(gòu)靜塑性破壞理論和塑性動力學(xué)沖擊理論中對梁動態(tài)響應(yīng)的剛塑性分析方法，本文對試件的沖擊試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行