外包钢管加固RC柱抗冲击试验研究

发布时间：2018-07-27 12:18

【摘要】：为改善结构柱抗冲击性能,设计了RC柱和外包钢管加固RC柱在不同轴压比下的抗冲击试验,比较了两种类型柱抗冲击性能差异。试验通过DHR-9401落锤式冲击实验机进行,运用力传感器、高速摄影机和应变片完整记录了冲击力时程曲线、轴力时程曲线、跨中挠度时程曲线和试件特定位置的应变时程曲线。同时运用三种通用动力非线性有限元软件MSC.Marc、ABAQUS和ANSYS/LS-DYNA对冲击试验进行了数值模拟。研究结果表明外包钢管加固RC柱抗冲击性能要明显强于RC柱,证明外包钢管加固RC柱是一种可行的抗冲击加固措施。ABAQUS建立的有限元模型和试验结果吻合最好,MSC.Marc次之,ANSYS/LS-DYNA稍差。但ANSYS/LS-DYNA可较好的模拟RC柱冲击破坏全过程,其他两种软件则较难实现。研究结果可为大型铁路站房抗脱轨列车撞击提供加固措施,并为选取适合的有限元软件进行抗冲击分析提供参考。
[Abstract]:In order to improve the impact resistance of structural columns, the impact tests of RC columns and RC columns strengthened with steel tubes under different axial compression ratios were designed, and the difference of impact resistance between the two types of columns was compared. The experiment was carried out by DHR-9401 impact test machine. The impact time history curve, axial force time history curve, span deflection time history curve and strain history curve at specific position of the specimen were recorded by force sensor, high speed camera and strain gauge. At the same time, three kinds of general nonlinear finite element software MSC.Marca-Abaqus and ANSYS/LS-DYNA are used to simulate the impact test. The results show that the impact resistance of RC columns strengthened with steel tubes is obviously better than that of RC columns. It is proved that the finite element model established by Abaqus is a feasible method for strengthening RC columns. The finite element model established by Abaqus is in good agreement with the experimental results, which is better than that of ANSYS / LS-DYNA. However, ANSYS/LS-DYNA can well simulate the whole process of RC column impact failure, while the other two kinds of software are difficult to implement. The results can provide reinforcement measures for large railway station to resist derailment train impact, and provide a reference for selecting suitable finite element software for anti-impact analysis.
【作者单位】： 兰州理工大学防震减灾研究所;清华大学土木工程系;
【基金】：铁道部科技研究开发计划重点课题项目(2012G003-J) 国家自然科学基金项目(51222804) 大型先进压水堆核电站国家科技重大专项CAP1400安全评审技术及独立验证试验项目(2011ZX06002-10)
【分类号】：TU375.3

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本文编号：2147800