爆炸冲击作用下钢筋混凝土板的动态响应研究

为研究爆炸载荷下钢筋混凝土板的动态响应,基于量纲分析得到了球形装药质量、爆心距和钢筋混凝土靶板挠度之间的无量纲关系.利用有限元软件AUTODYN建立空气-炸药-钢筋混凝土板的三维数值模型,考虑炸药、空气和靶板之间的流固耦合相互作用,模拟结果和实验结果基本吻合.改变固支条件为四边固支,控制单一变量,分别得到装药质量和爆心距对靶板挠度的影响规律.结果表明,保持爆心距一定,当比例距离大于0.6 m/kg^1/3的情况下,即不考虑近场爆炸和接触爆炸,钢筋混凝土板中心挠度随装药质量增加近似呈线性递增趋势;而当改变爆心距时,挠度随爆心距的增加近似呈指数递减趋势.     

基于能量原理的滚石棚洞抗冲切设计

通过构建滚石棚洞冲击系统非线性集中质量模型，结合Meyer非线性接触定律，运用能量原理研究了滚石冲击下棚洞结构(普通棚洞和耗能棚洞)的动力响应，在此基础上研究棚洞板在滚石冲击荷载下的抗冲切计算。通过实例计算表明，耗能减震棚洞能很好地吸收滚石冲击能量，大幅度降低滚石冲击力，有效提高混凝土板抗冲切能力，是一种理想的滚石防护措施。     

钢筋混凝土板的冲切强度

本文分析了无冲切钢筋混凝土板的冲切破坏形态并提出了考虑弯曲对冲切强度影响的冲切破坏模式和相应的计算公式，经与２０９块钢筋混凝土板的实验数据比较．说明了本文公式计算值与实验值吻合良好．     

钢筋混凝土板的冲切承载力

依据现有钢筋混凝土板冲切性能试验结果,分析了影响混凝土板冲切破坏及其承载力的主要因素.结果表明,混凝土强度、板的有效高度、冲跨比、荷载作用位置、荷载作用的面积、作用面积的形状及有无抗冲切钢筋、板的配筋率、板两边长度比等对钢筋混凝土板的冲切承载力具有不同程度的影响,提出了采用高强混凝土、钢纤维高强混凝土以及纤维增强聚合物...     

钢筋混凝土板冲切强度的试验研究

在冲切强度试验的基础上，进一步分析了钢筋砼板的冲切破坏机理，认为冲切破坏是剪力与弯矩联合作用下的一种破坏形态．与破坏机理一致，本文提出了一种考虑弯曲变形影响的冲切破坏模式．应用极限平衡理论导出冲切强度理论解，计算式中体现了板面抗弯钢筋对冲切强度的作用．理论计算值与209个试验结果相比，其均值与方差分别为1.018和0.1 25．     

钢纤维钢筋混凝土板冲切性能ANSYS分析

通过ANSYS有限元软件,分析了钢筋局部钢纤维高强混凝土板冲切性能,并对比了试验结果。分析结果表明:ANSYS有限元程序能够在一定程度上模拟分析试验板的冲切性能。局部钢纤维高强混凝土板的冲切性能,随混凝土基体强度等级和钢纤维体积率及钢纤维掺加范围的增大而提高。     

配抗剪钢筋混凝土板的冲切

本文根据11块钢筋混凝土板的冲切试验,分析抗剪弯起钢筋对冲切强度的影响规律,抗剪钢筋不同的平面布置位置对冲切强度及延性的贡献,探讨冲切破坏机理,建立半理论半经验的冲切强度计算公式。所得结论可供修订混凝土结构设计规范及工程设计参考。     

落锤冲击作用下钢筋混凝土梁的动态响应

为研究钢筋混凝土梁在不同冲击速度下的动态变形规律,利用落锤冲击试验装置和二维数字图像相关系统,对12根钢筋混凝土梁的冲击力时程、平均跨中位移变化过程、跨中钢筋的平均应变时程以及裂缝的形成与扩展过程进行分析,重点讨论了梁的变形破坏模式及动态响应过程。研究发现：不同于静态三点弯曲试验的弯曲型破坏,钢筋混凝土梁的动态破坏形态主要表现为弯剪型破坏;冲击力峰值明显大于静态加载的承载力峰值,在恒定冲击质量的条件下与冲击高度正相关;钢筋混凝土梁的位移响应过程明显滞后于冲击力的响应时程,挠曲变形所持续的时长约为冲击力作用时长的40~60倍,位移响应表现出明显的滞后性;钢筋是否进入屈服阶段以及维持时长显著影响梁的最大位移以及残余位移。     

钢筋混凝土棚洞结构动力及稳定分析

为了对甘肃震区国道212线钢筋混凝土棚洞施工图设计进行指导和进一步优化,本文建立了空间计算模型,计算后对起控制作用的前几阶进行分析、研究,并模拟汽车碰撞的动力性能,对整体结构屈曲矢量化分析,计算出第一阶失稳系数,并给出了前十五阶失稳模态。     

落石冲击砂土-EPE-棚洞顶板的精细化动力响应模拟

落石灾害是我国三大地质灾害之一,为了更有效地进行边坡落石防护,基于LS-DYNA显式计算软件依次构建了“砂土-顶板“”砂土-EPE-顶板”三维计算模型,定性研究了各分部结构冲击应力分布规律,定量计算了顶板腹部正中单元、腹部中轴线单元的应力与位移.探究了设置EPE垫层的厚度、型号敏感性分析,揭示了落石、砂垫层、EPE垫层的能量分布特征.研究结果表明：EPE垫层具备良好的“阻滞应力传播”特性,14 m/s冲击速度下,添加0.4 m厚EPE垫层,落石峰值加速度降幅可达27.13%,速度衰减至0所需时间约由0.04 s增至0.06 s,最大冲击位移约由0.3 m增至0.4 m.顶板峰值应力由2.389 MPa降至0.893 MPa,降幅达62.62%,峰值位移由0.391 mm降至0.166 mm.缓冲效果随EPE厚度增加而逐步放缓,EPE设置厚度以0.4～0.8 m为宜,并应结合现场情况选取强度适宜的EPE型号,数值模拟与实验结果一致性较好.添加EPE垫层后,落石内能降低,动能衰减时间延长.砂垫层动能增加内能降低,EPE动能随其厚度减小而逐渐降低,内能逐步升高.     

冲击载荷作用下砂岩的动力学特性及损伤规律

在单次冲击和重复冲击载荷作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究。从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程。基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件的损伤度,并结合应力-应变曲线分析岩石损伤度的演化规律。研究结果表明:砂岩的动态抗压强度和单位体积吸收能均表现较强的应变率效应,分别与应变率呈指数函数关系和线性关系。在重复冲击试验中,随着重复冲击作用次数的增加,试件的弹性模量降低,屈服应变增加,屈服应力呈降低趋势。此外,损伤度随着应变的增加逐渐增大,在应力-应变曲线的峰值强度处,损伤度出现一个明显的拐点,即在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤度迅速增大。     

冲击荷载下钢筋混凝土梁局部响应特征研究

从分析已有冲击试验结果入手,将钢筋混凝土梁的动态响应区分为局部响应阶段和整体响应阶段.由于钢筋混凝土梁在局部响应阶段更易发生脆性剪切破坏,本文主要研究此阶段梁的瞬态响应.讨论了惯性力和负向支座反力对梁内力分布的影响;根据荷载平衡基本原理和参数分析结果建立了梁内力分布的计算方法.结果表明:惯性力和负向支座反力均会影响梁体局部响应阶段的内力分布;负向支座反力近似与梁的跨高比和碰撞力呈线性关系;将惯性力的分布简化为线性分布能够较好地反映梁的实际受力状态.     

低速冲击下钢筋混凝土深梁抗冲击性能及其损伤评估

为研究钢筋混凝土深梁在低速冲击下的抗冲击性能和损伤机理,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同冲击速度下深梁动力响应进行模拟.分析深梁的动态损伤过程及横截面的损伤分布,采用截面损伤因子对钢筋混凝土深梁的损伤程度进行定量评估;进一步分析边界条件、冲击位置对深梁抗冲击性能和损伤的影响.分析结果表明:建立的模型可以合...     

无抗冲切钢筋的钢筋混凝土板柱连接冲切强度的试验研究

本文报道了33块局部荷载(即柱荷载)作用下无抗冲切钢筋的钢筋混凝土简支方板的试验及分析。它描述了试件上发生的弯曲破坏或冲切破坏的不同破坏特征,提出了与试验结果吻合较好的经验计算公式。     

爆炸冲击作用下射孔管柱动力学响应试验

针对射孔段管柱爆炸冲击动态响应问题,建立了地面模拟试验测试系统;并对射孔管柱端部的压力和加速度响应进行测试。测试结果表明:爆轰产物对管柱端面形成反复的冲击作用,且随着爆轰产物从射孔孔洞释放冲击压力不断衰减。射孔冲击载荷对枪管的非对称加载特性导致射孔枪管端部的轴向和径向振动,以及枪管整体的向下运动和翻转运动。轴向加速度振动幅值最高;但衰减较快,响应时间短,枪管向下的运动速度最大;径向加速度振动幅值衰减较为缓慢,且响应时间较长。研究对射孔段管柱爆炸冲击动态响应特性获得了初步的认识,可为进一步的研究提供有益的参考。     

钢筋混凝土十字形柱-板柱连接冲切性能试验研究

进行了6个十字形柱-板柱连接(其中3个未配置、3个配置了抗冲切锚栓或箍筋)和2个对比方柱-板柱连接的冲切试验,研究了异形柱-板柱连接的冲切受力特性,同时将锚栓和箍筋的抗冲切性能进行了对比.试验结果表明,与方柱-板柱连接试件相比,在柱截面积相同的情况下,异形柱-板柱连接试件具有较高的抗冲切承载力.抗冲切钢筋可以有效地提高板的冲切承载力和延性.在改善延性方面,锚栓比箍筋更有效.另外,将国外几个主要规范ACI318、BS8110及MC90关于非矩形荷载面冲切临界截面周长的规定进行了比较,从试验结果看,规范ACI318的取法更合理.     

冲击载荷下加筋板损伤行为研究

利用Chang-Chang失效准则及Tsai-Wu失效准则建立复合材料加筋板有限元模型,用LS-DYNA软件对其进行低速冲击模拟,研究不同冲击位置对加筋板结构损伤状态造成的影响。通过与实验值相比较,发现该模型可以近似反映加筋板结构的损伤情况。实验及模拟表明：加筋条对层板抗冲击性能的提高有明显的效果;在结构三个不同位置模拟冲击实验后发现,冲击位置离加筋条越近,层板损伤面积越小,加筋条与层板脱离现象越严重;层板损伤平行于加筋条扩展,最终损伤状态呈椭圆形,其长轴指向刚度大的方向。     

简支圆板在爆炸冲击荷载作用下的动力响应

采用双剪应力强度理论,考虑材料的拉压强度比,求解了简支圆板在爆炸冲击荷载波荷载作用下的动力响应问题。根据运动方程和用弯矩表达的广义屈服条件得到弯矩控制方程,根据几何方程和流动法则得到速度控制方程,由此得到简支圆板的速度场和内力场,并对速度进行积分得到圆板的挠度响应。根据板终止运动时其速度为零,得到终止运动时间和板的残余挠度。采用本文的解,取板的运动角加速度为零得到该问题的静力解。讨论采用不同的拉压强度比对简支圆板塑性动力响应的影响。研究结果表明,材料的拉压强度比对简支圆板的塑性动力解的影响很大,而且大于对静态问题解的影响。     

钢筋混凝土基础的冲切强度试验研究

本文从２４个钢筋混凝土试件试验结果，对基础的冲切破坏特征及影响冲切强度的主要因素进 行探讨，提出了冲切强度的理论公式，以及实用的简化公式，经计算比较，理论公式与试验结果 基本吻合，而简化计算公式与试验结果符合也良好。