钢框架梁柱节点在爆炸作用下的动力响应分析

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flyingmain
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,恐怖袭击和意外爆炸事件不断发生,建筑抗爆分析及设计得到广泛的关注。爆炸冲击作用强度大,作用时间短,对结构的破坏力极强,且具有局部性等特点。在爆炸作用下结构的部分构件和节点发生破坏,严重时引发整体结构的破坏,因此,研究节点区域在爆炸荷载作用下的性能有着重要意义。采用非线性显式有限元动力分析程序ANSYS/LS-DYNA研究爆炸作用在空气中传播规律,基于爆炸冲击波对结构的作用的分析,建立梁柱节点模型,研究钢框架梁柱节点在常见爆炸荷载作用下的动力响应特征和破坏模式。主要的研究内容包括如下几个部分:(1)采用流固耦合的方法模拟爆炸冲击波在空气中传播。应用LS-DYNA模拟了空气爆炸冲击波在空气介质中的传播规律,以及爆炸超压在有挡墙情况下的反射与绕流现场,墙后1.5~2.5倍墙高区域内绕流现象明显,绕流超压较大。(2)选用合适的材料本构模型和炸药模型,对近地爆炸作用下钢框架的动力响应进行数值模拟,分析结构不同位置处单元在冲击作用下的位移、速度、加速度等变化规律。结果显示在爆炸作用下框架有很大的加速度值,梁的横向变形较大。根据框架中加速度、速度及变形和内力的分布规律选取合适的节点简化模型,用以对节点进行更深入一步的抗爆研究。(3)在爆炸冲击作用下,将钢梁柱节点简化为端部约束条件的构件,选用合理的单元类型、材料参数以考虑钢材的应变率效应,计算分析在爆炸作用下的动力响应,节点区钢柱翼缘容易发生剪切破坏,断裂发展很快,此外焊接孔处应力集中较明显。研究了爆炸冲击波荷载大小、钢柱翼缘厚度、横向加劲肋的设置、焊接工艺孔类型、柱轴压比等参数对梁柱节点在爆炸作用下动力响应的影响,结果显示了随着冲击荷载的增大,钢构件出现局部断裂,焊接工艺孔处应力集中显著。当钢柱翼缘较薄时,翼缘板在与腹板交接处在冲击作用下剪切破坏,断裂发展很快,并导致节点失效,此外柱轴压比对梁柱节点的抗爆性能影响不大。根据计算结果提出优化刚性钢框架梁柱节点抗爆性能的措施。
其他文献
随着大跨桥梁及高层建筑的增多,尤其是在铁路大幅度提速的今天,高速铁路、客专、列车时速大幅提高,相应的线路建设标准,主要是路基和桥梁的沉降标准(轨道平顺性)和技术要求比过去
学位
关键块体理论是近年来发展和完善起来的一种岩体工程稳定性分析研究方法。本文以大渡河大岗山水电站地下厂房为工程背景,对地下厂房块体稳定性进行了计算与分析,探讨了基于块
风害是单棵树木或者整个森林生态系统的重要影响因素之一。树木在风压作用下可能被压弯或者直接被毁坏,因而影响木材的质量和产量,给林业造成巨大的经济损失。目前各种类型风
开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板是一种新型的组合楼板,它具有自重轻、承载力高、施工方便、湿作业量小等特点,而且利用轻骨料来代替天然骨料(石子)所配置混凝土还具有良好的
大面积基坑的内支撑结构存在着耗材多、造价高、工期长、施工不便、拆除困难且产生大量固体废弃物的缺点,因此急需开发适用于大面积深基坑的无支撑支护技术。已有工程实践表
水力压裂作为低渗透油藏增产、开发的核心技术,一直是石油工程领域中重要的研究课题。随着对其机理研究的深入,单一的数值模拟已经很难解决深部地层条件下的压裂裂缝造缝及延
本文主要针对红梁河热融湖塘对周围多年冻土的热影响,通过现场实测资料分析及数值模拟等方法开展研究。在研究过程中,主要分析了热融湖塘对多年冻土空间分布状态的影响、热融
由于遥感传感器硬件的限制,目前获取的遥感影像很难在空间、时间、光谱分辨率上同时达到最优。在精细尺度上对地表动态的监测对研究全球变化具有重要意义,但是当前的遥感影像很
摘要:本文以益阳华天大厦改扩建工程为背景,完成了该工程基础抗浮方案的比选、抗浮锚杆的设计以及试验等相关应用,取得了一些有工程应用价值的研究成果。  1.华天大厦改扩建
本文在调研大量国内外文献的基础上,结合现场实践经验,分析国内外隧道周边位移监测技术的优缺点,以及监测数据处理方法的优点及不足,提出一种基于应变的隧道周边位移监测新技术,并