滑板场地抗冲击性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongxuanshiye
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冲击荷载是一种常见且作用效应强的荷载类型,从日常运动的跳跃动作到机械、军工中的碰撞或子弹、炮弹冲击,涵盖广泛。冲击荷载对结构造成的影响远大于同数值下的静荷载影响,在梁、板构件中足以产生数十倍的静荷载作用效应。滑板运动作为当前快速发展的新兴极限运动,包含着诸多跳跃、腾空翻滚等动作,冲击性荷载频繁出现。这不仅对滑板运动员产生较大的身体负担,也对滑板场地的结构设计带来了挑战。本文主要研究了目前主流型式的滑板场地结构抗冲击性能。主要研究内容及结论如下:(1)基于板壳理论和冲击荷载系数计算方法,推导滑板场地曲面板在竖向集中冲击荷载下的解析解,给出了在设计工况下曲面板竖向变形的解析表达式。通过人体仿真模型和曲面板模型的有限元分析,验证了解析表达式的合理性。(2)研究目前主流的混凝土滑板场地表面抗冲击性能。通过比较改变布设钢筋型式的构件的有限元模拟,研究布筋型式对表现抗冲击性能的影响。研究表明钢筋布置应沿曲面表面整体布置,非整体布置钢筋的构件破坏时会出现压溃现象。对选用的螺旋桩基础进行抗压承载力计算。(3)研究木-钢结构滑板场地支承框架结构的抗冲击性能。对四种斜撑布置型式的支撑结构体系进行有限元分析,验算比较关键构件的强度、稳定性和高厚比,结果表明斜撑构件应连接在关键构件的重点受力区域,保证结构性能和提高经济效益;对三种架设间距的支撑框架结构体系进行有限元分析,验算关键构件的强度和稳定性,结果表明支撑框架间距过大产生的横向弯矩效应更强,结构整体稳定性降低,抗冲击承载能力显著降低。考虑实际需求,选用1.2-2.4m间的架设间距较为合理。
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