建筑圆钢管抗侧向冲击性能及轴向剩余承载力研究

发布时间：2025-01-04 02:26

　　圆钢管凭借优良的性能成为建筑工程领域最为重要的构件之一,得到了广泛地应用。但随着建筑物受到恐怖袭击和物体撞击等偶然荷载作用的频繁发生,如何预测并提高圆钢管的抗冲击性能成为了当前的研究热点。国内外学者针对圆钢管受到侧向冲击后的动力响应进行了大量研究,并提出了凹陷模型的概念用于反映圆钢管冲击位置的截面变形。然而现有的圆钢管冲击截面凹陷模型与其实际变形相比误差较大,还需要进一步完善。轴心受力圆钢管在受到侧向冲击作用后会出现不同程度的整体位移和局部变形,其轴线严重偏离初始的位置。圆钢管的轴线与轴向荷载之间存在较大的偏心距,使其从轴心受压构件变为压弯构件,导致剩余轴向承载力大大降低,甚至可能丧失承载能力。因此对圆钢管受到侧向冲击作用后的冲击截面凹陷模型和剩余轴向承载力展开研究具有重要的学术意义和工程应用价值。本文采用数值仿真方法针对Q235B圆钢管受到侧向冲击作用后冲击位置处横截面的凹陷模型和剩余轴向承载力展开研究,具体研究内容如下:(1)基于ANSYS/LS-DYNA建立了圆钢管侧向冲击数值模型,开展系统地参数分析,考察落锤初始速度、圆钢管直径、壁厚、跨度和冲击位置等因素对横截面变形的影响。通过...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 相关领域的研究现状
        1.2.1 圆钢管抗冲击研究现状
        1.2.2 钢构件受冲击后的剩余承载力研究现状
        1.2.3 钢构件受火后的剩余承载力研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 圆钢管冲击位置凹陷模型的数值模拟与分析
    2.1 引言
    2.2 有限元模型的建立
        2.2.1 有限元单元类型
        2.2.2 材料模型
        2.2.3 圆钢管与落锤的冲击接触设置
        2.2.4 有限元模型建模
        2.2.5 有限元模型的简化
    2.3 圆钢管凹陷模型的参数化分析
        2.3.1 落锤初始速度的影响
        2.3.2 圆钢管跨度的影响
        2.3.3 圆钢管直径的影响
        2.3.4 圆钢管壁厚的影响
        2.3.5 冲击位置的影响
    2.4 圆钢管冲击截面凹陷模型的计算方法
        2.4.1 计算方法
        2.4.2 预测值验证
    2.5 本章小结
第3章 两端固支圆钢管受冲击后剩余轴向承载力研究
    3.1 引言
    3.2 有限元模型的建立方法
    3.3 圆钢管剩余承载力的参数化分析
        3.3.1 落锤初始速度的影响
        3.3.2 圆钢管跨度的影响
        3.3.3 圆钢管直径的影响
        3.3.4 圆钢管壁厚的影响
        3.3.5 冲击位置的影响
    3.4 圆钢管剩余承载力的预测
    3.5 本章小结
第4章 两端铰支圆钢管剩余承载力预测方法
    4.1 引言
    4.2 两端铰支圆钢管有限元模型的建立
        4.2.1 有限元模型
        4.2.2 两端铰支圆钢管的变形模式分析
    4.3 剩余承载力预测方法
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4022762