側(cè)向沖擊鋼管混凝土構(gòu)件的試驗(yàn)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(dòng)力行為，它不僅會(huì)影響到建筑物的外表而且也會(huì)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(shì)，所以研究側(cè)向沖擊鋼管混凝土在動(dòng)載情況下的力學(xué)性能很有必要，同時(shí)從理論上總結(jié)相應(yīng)規(guī)律對(duì)實(shí)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(duì)象，采用懸臂、簡(jiǎn)支和固簡(jiǎn)支的約束類型，通過(guò)落錘沖擊實(shí)驗(yàn)，對(duì)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(shí)間歷程、加速度的時(shí)間歷程、應(yīng)力應(yīng)變時(shí)間歷程曲線和實(shí)測(cè)的撓度值等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為研究分析提供有力的數(shù)據(jù)。 在總結(jié)實(shí)驗(yàn)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(duì)試件進(jìn)行了補(bǔ)充分析，參照實(shí)驗(yàn)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(yùn)行該模型得到的模擬值(重點(diǎn)考慮沖擊力和撓度曲線)與沖擊試驗(yàn)得到的試

3、驗(yàn)值基本吻合，說(shuō)明此模型是可行的，然后在這個(gè)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(dòng)力學(xué)沖擊理論中對(duì)梁動(dòng)態(tài)響應(yīng)的剛塑性分析方法，先對(duì)懸臂和簡(jiǎn)支構(gòu)件在沖擊過(guò)程中形成的塑性鉸進(jìn)行分析，并計(jì)算出構(gòu)件形成塑性鉸時(shí)所能承擔(dān)動(dòng)塑性極限彎矩；之后再以此值來(lái)驗(yàn)證固簡(jiǎn)支構(gòu)件在不同沖擊部位下形成塑性鉸時(shí)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(dòng)、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(dòng)塑