側(cè)向沖擊鋼管混凝土構(gòu)件的試驗研究和仿真數(shù)值分析.pdf

1、側(cè)向沖擊是工程中常見的動力行為，它不僅會影響到建筑物的外表而且也會損傷內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，然而鋼管混凝土在耐撞性方面卻有很大的優(yōu)勢，所以研究側(cè)向沖擊鋼管混凝土在動載情況下的力學(xué)性能很有必要，同時從理論上總結(jié)相應(yīng)規(guī)律對實際工程中也有一定的指導(dǎo)意義。 鋼管混凝土構(gòu)件即外圍為鋼管，核心澆筑混凝土，在二者充分粘合作用下產(chǎn)生了良好的塑性和韌性。本文以圓形截面鋼管混凝土試件為研究對象，采用懸臂、簡支和固簡支的約束類型，通過落錘沖擊實驗，對鋼管混凝土

2、試件的自由端和跨中部位進(jìn)行不同能量的沖擊，初步研究和探尋了鋼管混凝土的力學(xué)性能，并記錄了原始沖擊力的時間歷程、加速度的時間歷程、應(yīng)力應(yīng)變時間歷程曲線和實測的撓度值等實驗結(jié)果，為研究分析提供有力的數(shù)據(jù)。 在總結(jié)實驗研究的基礎(chǔ)上，利用大型通用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA進(jìn)一步對試件進(jìn)行了補充分析，參照實驗中的材料參數(shù)，建立了鋼管混凝土側(cè)向沖擊的數(shù)值模型。運行該模型得到的模擬值(重點考慮沖擊力和撓度曲線)與沖擊試驗得到的試

3、驗值基本吻合，說明此模型是可行的，然后在這個模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行多方位的拓延。 結(jié)合塑性鉸移行理論、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，先對懸臂和簡支構(gòu)件在沖擊過程中形成的塑性鉸進(jìn)行分析，并計算出構(gòu)件形成塑性鉸時所能承擔(dān)動塑性極限彎矩；之后再以此值來驗證固簡支構(gòu)件在不同沖擊部位下形成塑性鉸時的能量守恒，從能量的角度得出三種約束間的關(guān)系；并研究了動、靜塑性極限彎矩值之間的相互聯(lián)系，最后又分析了影響動塑