方钢管混凝土构件在侧向冲击下的动力响应分析

发布时间：2020-01-24 16:05

【摘要】：钢管混凝土结构拥有良好的力学性能,广泛应用于高层建筑和桥梁桥墩等结构,冲击荷载是以上结构在正常工作中不可避免的一种意外荷载作用,一旦发生,可能导致整体结构丧失承载能力,因此需要对其进行分析研究。近年来,方钢管混凝土构件由于截面惯性矩大、节点施工较简易等优点,越来越受到工程界的重视。本文运用ABAQUS/Explicit有限元求解器对方钢管混凝土构件在侧向冲击荷载下的动力响应进行分析,主要研究内容和成果如下:1)建立圆形截面与方形截面钢管混凝土构件侧向冲击模型,对参考文献中的试验现象进行了模拟,从多个方面验证了该模型的正确性,给出一些简化的模型参数,对后续简化模型计算有参考意义。2)采用建立的有限元模型对方钢管混凝土构件在侧向冲击荷载下的工作机理进行了分析,从冲击力和变形的发展过程、应力状态、应变状态、能量状态以及轴力耦合的影响等五个方面详细分析方钢管混凝土构件在冲击荷载下的破坏过程,探讨方钢管混凝土构件在侧向冲击荷载下的应力应变增长情况,能量的转换过程,轴力作用下的冲击力以及跨中挠度变化。通过对比不同截面构件受侧向冲击作用下的动力响应,发现方钢管混凝土构件在冲击过程抵抗变形的优势。3)对影响方钢管混凝土梁在冲击荷载下力学性能的主要参数进行了参数分析。包括材料强度、截面含钢率、长细比、冲击速度、冲击截面尺寸和冲击位置等。参数分析结果表明,钢材屈服强度、截面含钢率、长细比和冲击高度是影响构件截面动力抗弯强度的主要参数。4)结合塑性铰移行理论、结构静塑性破坏理论和塑性动力学冲击理论中对梁动态响应的刚塑性分析方法,在参数分析的基础上,通过回归分析提出了方钢管混凝土构件截面动力抗弯强度提高系数实用计算公式,与数值计算结果的对比表明,实用计算公式精度良好。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9

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本文编号：2572725