發(fā)布時間：2024-07-09 01:09

　　近年來,意外事故和自然災害的頻發(fā)以及以“911”為代表的恐怖襲擊事件日益增多,使得建筑安全的研究成為熱點。建筑鋼結構除受恒荷載、活荷載、風荷載和溫度荷載外,還易受到火災、爆炸、飛行器撞擊等偶然荷載的作用。在偶然荷載較大時,可直接摧毀建筑物,帶來巨大經(jīng)濟損失和人員傷亡;而在偶然荷載作用較小時,對建筑結構產(chǎn)生的局部破壞又極易誘發(fā)結構的連續(xù)性倒塌。圓鋼管以自身優(yōu)良的力學性能和簡潔明快的外形成為網(wǎng)架、網(wǎng)殼、管桁架、海洋平臺等鋼結構中最常用的結構鋼型材。圓鋼管一般作為軸力構件承受正常工作荷載、溫度荷載,多處于軸向受壓或軸向受拉狀態(tài)。目前國內(nèi)針對圓鋼管抗沖擊研究較少,且尚無規(guī)范進行規(guī)定,而國外相應的規(guī)范多針對海洋平臺結構,可以看出對建筑圓鋼管開展抗沖擊研究具有重要的學術價值和工程意義。在鋼管結構中,由于節(jié)點形式的多樣性使得圓鋼管具有多種約束形式;在現(xiàn)實工況中,撞擊事故發(fā)生時圓鋼管多處于正常工作狀態(tài),即圓鋼管在承受軸向荷載時遭受到側向沖擊。已有的相關研究工作多以海洋平臺結構圓鋼管或輸油輸氣圓鋼管作為研究對象,而建筑用圓鋼管與上述圓鋼管存在較為明顯的力學差別。鑒于此,本文以Q235B建筑用圓鋼管為研究...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 圓鋼管抗沖擊研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋼管結構及節(jié)點抗沖擊研究現(xiàn)狀
        1.2.3 其它相關領域抗沖擊研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
第2章 兩端固支圓鋼管抗側向沖擊性能試驗研究
    2.1 引言
    2.2 試驗概況
        2.2.1 構件夾持系統(tǒng)設計及試驗加載平臺制作
        2.2.2 沖擊試驗采集裝置設計制作
        2.2.3 試件加工及試件材性
    2.3 試驗現(xiàn)象
        2.3.1 典型沖擊試驗過程
        2.3.2 典型靜力加載試驗過程
        2.3.3 塑性鉸和失效模式
    2.4 準靜態(tài)試驗和沖擊試驗對比分析
    2.5 沖擊試驗結果分析
        2.5.1 圓鋼管幾何尺寸的影響
        2.5.2 圓鋼管長細比的影響
        2.5.3 沖擊高度的影響
        2.5.4 沖擊動量的影響
        2.5.5 沖擊物形狀的影響
        2.5.6 沖擊位置的影響
    2.6 本章小結
第3章 軸力作用下圓鋼管抗側向沖擊性能試驗研究
    3.1 引言
    3.2 試驗概況
        3.2.1 試驗軸向力加載裝置設計
        3.2.2 試件設計及加工
    3.3 試驗加載過程和現(xiàn)象
        3.3.1 典型沖擊試驗過程
        3.3.2 應變響應過程
        3.3.3 沖擊力和位移響應過程
        3.3.4 失效模式及塑性鉸
    3.4 試驗結果分析
        3.4.1 軸力作用機理分析
        3.4.2 軸拉力的影響
        3.4.3 軸壓力的影響
        3.4.4 約束形式的影響
    3.5 本章小結
第4章 圓鋼管側向沖擊有限元仿真方法研究
    4.1 引言
    4.2 Q235B鋼材動態(tài)本構及在LS-DYNA中的應用
        4.2.1 Q235B鋼材動態(tài)本構
        4.2.2 試驗方法及結果
        4.2.3 本構方程擬合
        4.2.4 有限元分析及本構模型驗證
        4.2.5 分析總結
    4.3 有限元模型的建立及驗證
        4.3.1 有限元模型的建立
        4.3.2 有限元模型的驗證
    4.4 圓鋼管側向沖擊有限元模型的敏感性分析
        4.4.1 網(wǎng)格尺寸
        4.4.2 材料本構模型的影響
        4.4.3 沖擊物的簡化
        4.4.4 其它因素的影響
    4.5 本章小結
第5章 圓鋼管在沖擊作用下的參數(shù)化分析
    5.1 引言
    5.2 分析方案
    5.3 無軸力作用圓鋼管側向沖擊參數(shù)化分析
        5.3.1 典型動力響應
        5.3.2 失效模式
        5.3.3 影響因素分析
    5.4 軸力作用下圓鋼管側向沖擊參數(shù)化分析
        5.4.1 有限元建模與軸力的施加
        5.4.2 典型動力響應
        5.3.3 失效模式
        5.4.4 影響因素分析
    5.5 本章小結
第6章 圓鋼管在沖擊作用下的失效準則及變形預測
    6.1 引言
    6.2 圓鋼管在側向沖擊作用下的準靜態(tài)分析
        6.2.1 圓鋼管未變形截面的塑性屈服條件
        6.2.2 圓鋼管塑性凹陷區(qū)分析
        6.2.3 圓鋼管整體變形分析
    6.3 圓鋼管在側向沖擊作用下的失效機理分析
        6.3.1 圓鋼管在側向沖擊作用下的失效模式
        6.3.2 圓鋼管在側向沖擊作用下的失效準則
    6.4 圓鋼管側向沖擊變形預測
        6.4.1 既有計算方法
        6.4.2 本文計算方法及評價
    6.5 本章小結
結論
參考文獻
附錄A 兩側固支圓鋼管側向沖擊試驗匯總
    A.1 試驗過程圖片
    A.2 試驗結果圖片
    A.3 試驗數(shù)據(jù)匯總
附錄B 軸力作用下圓鋼管側向沖擊試驗數(shù)據(jù)匯總
    B.1 試驗圖片
    B.2 試驗數(shù)據(jù)匯總
附錄C 圓鋼管側向沖擊有限元分析數(shù)據(jù)匯總
    C.1 無軸力試件數(shù)據(jù)匯總
    C.2 軸力作用試件數(shù)據(jù)匯總
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
個人簡歷



本文編號：4004161