RC与UHPC墩柱侧向抗冲击性能分析研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chans413
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
桥梁在使用的全寿命周期内,墩柱可能遭受各种侧向冲击荷载,随着立体化交通的快速发展,山区桥梁的日益增多,近年来我国桥梁因碰撞而破坏的事故呈增多趋势。对于桥梁结构的撞击动力分析,现有的规范或经验静力法虽有简单实用的特点,却难以反映墩柱动态响应特征,有限元模型模拟可以得到柱响应的准确预测,但这种方法并不能直接用于设计分析,两种方法均有其局限性。有鉴于此,本文旨在根据墩柱在遭受侧向冲击荷载时的动态响应特征,建立一种高效准确的简化动力分析方法,当被撞墩柱被识别为发生剪切破坏时,通过比较撞击力峰值与抗剪能力来进行分析与设计,为桥梁的设计提供指导。主要内容及结论有:(1)以RC与UHPC梁/柱低速冲击试验为基础,建立了基于修正压力场理论(MCFT)的冲击荷载下受压墩柱2D动力分析模型。结合MCFT理论,探讨了基于二维膜单元的精细化冲击分析方法,获得了能准确识别冲击荷载下受压墩柱的破坏模式(特别是剪切破坏模式)的墩柱动力分析模型。结果表明:基于MCFT理论建立的动力分析模型可以很好地预测RC/UHPC柱的冲击响应,能准确识别冲击荷载下受压墩柱的破坏模式。(2)探讨了一种基于墩柱冲击后残余变形的墩柱抗冲击性能水平量化方法,根据试验结果验证了所提出方法的有效性,基于Vec Tor2对RC与UHPC墩柱在不同撞击位置作用下的抗冲击性能进行了有限元数值模拟研究,基于性能水平量化方法得到了墩柱不同撞击位置的极限能量曲线,并分析了不同配筋率、轴压比、高径比、墩柱直径等对极限能量曲线的影响。结果表明:墩柱撞击位置接近墩底时,更容易出现剪切破坏,此时,其抗冲击极限能力会明显下降。提高墩柱箍筋配筋率或增大墩柱截面等方法可提高墩柱抗剪承载力,避免其发生剪切破坏,从而提高墩柱的抗冲击极限能力。保证配筋体积相同,合理配筋的UHPC墩柱抗冲击极限能量能达到RC墩柱的3-4倍,表现出更优异的抗冲击性能。(3)面向RC/UHPC柱冲击下的剪切破坏行为,建立了一种基于拉压杆模型的墩柱动态抗剪承载能力计算公式。基于大量有限元模型数值分析结果,结合分析结果进行线性回归拟合出能够简便估计墩柱冲击力峰值PIF的经验公式。由峰值力、动态抗剪承载力以及墩柱破坏形态之间的函数关系,提出了墩柱抗剪设计流程,建立了RC/UHPC墩柱抗冲击高效动力分析方法。采用此方法研究了一座典型双柱墩的动态响应,结果表明:简化动力分析可以准确判断墩柱侧向冲击荷载下的动态响应。相比于建模复杂计算时间长的非线性接触有限元技术,该方法只需若干分钟手算,可节约大量计算时间,极大地提高了计算效率,可以简便高效地运用到实际工程中。
其他文献
改革开放以来,新疆的经济快速发展,人均地区生产总值由1978年的313元提升到2017年44941元,番了整整7番,人民生活水平不断改善,生活幸福指数显著提高。但是需要注意的是,作为新疆首府的乌鲁木齐在2017年的生产总值为2730亿元,同年南疆四地州中的克孜勒苏柯尔克孜自治州生产总值为118亿元,两者生产总值相差近27倍。新疆作为“丝绸之路经济带”的核心区,是推动我国区域经济协调发展的重要组成部
随着智能电网战略的发展和推进,电力系统和信息系统之间的交互愈发紧密。智能电网被视为一种典型的信息物理系统即电力信息物理系统(Cyber Physical Power Systems,CPPS),其信息-物理交互作用于电能的产生、传输和分配等过程。近几年发生的若干起蓄意攻击电力系统的事故表明,电力系统融合信息系统会带来新的脆弱性因素。而以往的CPPS研究分析仅从单一系统出发进行分析,与实际情况存在偏
石墨作为当下最普遍的锂离子电池(LIBs)负极材料,在LIBs商业化应用中取得了巨大的成功。然而,石墨负极材料的储锂容量(372mAh·g-1)较低,难以满足“信息社会”高速发展对于高性能储能器件的要求。因此,开发高容量的新型LIBs负极材料具有重要意义。同时,作为高容量的新型负极材料还应满足储量丰富、开发成本低廉以及利用率高等要求。非金属材料中的硅、锗、磷以及金属类的锡、锑等具有较高的理论比容量
药物诱导肝损伤(DILI)是指因药物本身或其代谢产物导致的肝脏损伤,已成为药物撤市和药物研发失败的主要原因之一。DILI是一个复杂的过程,在这个过程中,伴随着各种相关的生物酶和活性物种(活性氧、活性氮、活性硫等),含量的变化。其中,过氧亚硝酰阴离子(ONOO-)在DILI早期阶段显著增加。因此,实现细胞和活体内ONOO-浓度变化的精准检测,对DILI机理研究以及预防具有重要意义。然而,ONOO-具
近年来,在计算机视觉领域,深度学习推动了人脸识别、自动驾驶等很多技术的快速发展。但在实际应用中,深度学习模型需要大量的图像样本来进行训练,而由于涉及到隐私、成本等问题,图像训练样本的获取往往非常困难。生成对抗网络(Generative Adversarial Nets,GAN)能够生成大量逼真的图像对训练样本进行补充,为解决图像训练样本难以获取的问题做出了贡献。作为GAN的变体,带有一致惩罚项的瓦
近些年来计算机网络发展十分迅速,信息共享无时无刻不在发生,这就使得如何在纷繁复杂的信息世界中迅速定位所需的资源成为当前研究的重点和挑战。由布隆提出的布鲁姆过滤器就是一种高效解决现有问题的数据结构,它能以很小的存储代价迅速地进行元素匹配。但是随着网络的发展,传统的布鲁姆过滤器所支持的精确查询已经不能完全满足新兴网络应用的需求,这些网络应用要求对数据进行近似成员查询(Approximate Membe
柔性直流配电系统结构灵活、控制复杂、元件数目较多。系统长期运行时,设备的绝缘老化、鸟类跨接导线、雷击灾害等现象不可避免,有可能导致系统短路、绝缘子串闪络等故障。不同的故障类型对系统有不同的影响,系统相应的保护策略也不同。分析系统常见短路故障及雷击故障的过电压特性,提高系统故障类型的识别精度,有助于运维人员采取准确的防护措施,改善相关设备的绝缘设计,对系统的安全运行具有重要意义。本文首先对比系统不同
随着国家工业4.0战略的提出和实施,工业控制(工控)系统通过融合传统互联网虽然能为其带来便捷性,但是也给工控系统带来了更多的安全隐患。入侵检测方法是对系统中的攻击行为进行识别并给出相应的响应策略以达到排除系统安全隐患的目的,被广泛应用于工控安全领域。机器学习是开发能够模拟人类智能的计算机算法的技术。核极限学习机(Kernel Etreme Learning Machine,KELM)是机器学习经典
近年来,显著性目标检测逐渐得到广泛的关注和研究,并在识别、监测、视觉跟踪定位等领域都有重要应用。基于深度学习的显著性目标检测方法通常通过卷积神经网络学习得到显著性特征,但在复杂场景下,由于背景元素与前景相似或背景对前景造成遮挡等原因,导致显著性物体中像素难以被捕获,从而影响显著性目标检测的预测结果。由于这些像素广泛地分布在显著性轮廓周围,基于边缘增强的显著性检测网络应运而生。基于边缘增强的显著性检
当今大多数城市、农村的儿童远离农业对农业知之甚少,有着农业辛苦落后等错误观念。通过儿童农业教育可以提高儿童农业素养、改善农业观念,这对儿童未来服务农业等很重要。目前国内儿童农业教育的研究刚起步,教育内容不全面且主要在和食物有关的方面,教育形式上以各种户外体验教育为主。国外的儿童农业教育研究起步早,有全面的教育内容框架和更为丰富的教育形式。严肃游戏在农业教育上具有很大优势,相比传统教育趣味性强、学习