【摘 要】
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本文主要针对预应力钢筋混凝土简支T梁的力学性能进行了研究,主要包括:预应力T梁模态分析和预应力钢筋混凝土T梁在受低速横向冲击时的力学性能研究。此外,为了能够给以上的研
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本文主要针对预应力钢筋混凝土简支T梁的力学性能进行了研究,主要包括:预应力T梁模态分析和预应力钢筋混凝土T梁在受低速横向冲击时的力学性能研究。此外,为了能够给以上的研究提供可靠的材料模型参数。本文基于LS-DYNA显式动力学计算软件对HJC混凝土动态本构模型的四个参数进行了研究。具体研究工作如下:(1)采用LS-DYNA大型显式动力学计算软件模拟霍普金森杆实验。并在霍普金森杆数值模拟结果的基础上,研究了四个参数(正则内聚强度A、正则压力强化系数B、压力强化指数Ⅳ以及应变率敏感系数C)的改变对HJC本构模型应力-应变曲线的影响。结果表明,四个参数的变化均对HJC本构模型中的失效强度(应力峰值)产生影响。与其它三个参数不同,压力强化指数Ⅳ与失效强度成反比。此外,解释了张若棋等提出的修正后参数的合理性。确保后续章节HJC混凝土动态本构模型参数使用的可靠性。(2)基于力平衡原理和能量原理推导了预应力梁自振频率的计算表达式。采用节点耦合的方法,建立了预应力梁的有限元模型,并采用大型有限元软件ANSYS对该模型进行模态求解。通过与理论推导进行对比,验证了有限元模型的可靠性。基于有限元的计算结果,分析了各影响因素对预应力梁自振频率的影响。结果表明,各影响因素中预应力钢筋的布置形式对预应力梁自振频率影响较大。其它因素产生的影响很小,基本可以忽略。(3)采用刚塑性分析方法,分析了冲击荷载作用下,梁的破坏方式以及梁的动力响应。此外,建立了预应力钢筋混凝土T梁及圆柱形冲击物的有限元模型。采用大型显式动力学计算软件LS-DYNA对有限元模型进行求解。较真实地模拟了预应力钢筋混凝土T梁受横向低速冲击时的损伤和破坏过程(混凝土的开裂、裂缝的扩展和钢筋的失效)。并通过分析钢筋中轴力的分布情况验证了刚塑性分析的合理性。(4)对比分析了不同冲击速度下梁体的损伤与破坏情况。分析结果表明,随着冲击速度的增加,梁底开裂的程度和范围增加。腹板上出现与梁底成45度角的贯穿性斜裂缝。分析了预应力钢筋对T梁抗冲击性能的影响。结果表明,预应力钢筋能够提高梁的抗冲击性能,防止构件破坏。此外,随着预应力的增大,跨中梁底裂缝减少。腹板上与梁底成45度角的贯穿性裂缝群减少,只剩下主裂缝。存在一个预应力初始张拉力临界值,当预应力初始张拉力等于该临界值时,梁体跨中截面位移可以控制在很小的
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