本文選題：T形鋼管混凝土芯柱 + 爆炸荷載　； 參考：《沈陽建筑大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著二戰(zhàn)的結(jié)束,各國逐漸趨于和平穩(wěn)定的發(fā)展,但是一些恐怖分子仍然活動(dòng)猖獗,他們泯滅人性的在世界各地制造恐怖襲擊活動(dòng),爆炸襲擊又是他們慣用的手段之一,因此研究爆炸荷載對(duì)建筑物的作用就由為重要。許多建筑物在爆炸時(shí)發(fā)生破壞和倒塌,這一現(xiàn)象都是由于爆炸荷載的猛烈作用所引發(fā)的。而對(duì)于一個(gè)建筑物來說,它的主要受力構(gòu)件是柱構(gòu)件,當(dāng)有爆炸荷載作用于建筑物時(shí),研究一個(gè)結(jié)構(gòu)整體的安全性往往取決于研究柱的安全性。異形鋼管混凝土芯柱是結(jié)合了混凝土異形柱、鋼管混凝土柱、鋼管混凝土核心柱的特點(diǎn)而提出的結(jié)構(gòu)概念,其截面主要有十字形、T形和L形三種形式。由于鋼管混凝土的加入,異形鋼管混凝土芯柱彌補(bǔ)了異形鋼筋混凝土柱承載力不足的缺陷,拓寬了異形柱的應(yīng)用范圍,尤其是在高層、超高層等高聳大跨結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用。與此同時(shí),一些研究者已經(jīng)通過研究得出了準(zhǔn)靜態(tài)荷載作用對(duì)異形鋼管混凝土芯柱的力學(xué)性能的影響的一些問題,但是對(duì)于偶然荷載(例如爆炸、沖擊和侵徹等)作用對(duì)它的影響的問題的研究少之又少。但值得我們注意的是,根據(jù)異形鋼管混凝土芯柱的特點(diǎn),其常應(yīng)用于柱高聳大跨結(jié)構(gòu)當(dāng)中,而此類結(jié)構(gòu)在遭受突發(fā)性爆炸而發(fā)生劇烈破壞時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致更大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。為了當(dāng)發(fā)生爆炸的時(shí)候,人員可以有更多的逃生時(shí)間,對(duì)于了解爆炸荷載作用時(shí)的異形鋼管混凝土芯柱的動(dòng)力性能是十分有必要的,由于異形鋼管混凝土芯柱在爆炸荷載作用時(shí)會(huì)發(fā)生破壞,而這種破壞會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體倒塌,為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,提高芯柱的抗爆能力勢(shì)在必得。本文采用數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法,研究了表面爆炸荷載作用時(shí)的異形鋼管混凝土芯柱中的T形構(gòu)件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)相關(guān)問題。T形鋼管混凝土芯柱是由外混凝土、鋼管、核心混凝土、縱筋、箍筋等材料構(gòu)成,屬于典型的非勻質(zhì)材料。在爆炸沖擊荷載作用下,由于應(yīng)力波在T形鋼管混凝土柱中的傳播途徑、混凝土材料、鋼管和混凝土之間粘結(jié)關(guān)系等都非常復(fù)雜,所以研究T形鋼管混凝土柱在爆炸沖擊荷載作用下的反應(yīng)特征和破壞模式相對(duì)困難。本文首先介紹了異形鋼管混凝土芯柱的應(yīng)用,爆炸作用的基本原理,材料的應(yīng)變率效應(yīng)以及ABAQUS軟件的功能與特性。通過數(shù)值模擬計(jì)算的方法,得出三種典型爆炸荷載作用下的T形鋼管混凝土芯柱的動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果,同時(shí)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了分析比較。同時(shí)還研究了T形鋼管混凝土柱與普通鋼筋混凝土異形柱抗爆性能的差異。最后對(duì)鋼管直徑,鋼管壁厚,縱向配筋率,箍筋間距,柱的長細(xì)比,混凝土強(qiáng)度,及軸壓比對(duì)T形鋼管混凝土芯柱抗爆性能的影響進(jìn)行了對(duì)比分析,明確了各參數(shù)對(duì)T形鋼管混凝土芯柱抗爆性能的影響。從而為之后的異形鋼管混凝土芯柱的抗爆設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。
[Abstract]:With the end of World War II, countries are gradually moving towards peaceful and stable development, but some terrorists are still rampant. They dehumanize and carry out terrorist attacks around the world. Bombing attacks are also one of their usual methods.Therefore, it is important to study the effect of explosion load on buildings.Many buildings are destroyed and collapsed during explosion, which is caused by the violent action of explosion load.For a building, its main force member is the column member. When there is explosion load on the building, the study of the whole safety of a structure usually depends on the safety of the column.Concrete-filled steel tubular (CFST) core column is a structural concept which combines the characteristics of concrete special-shaped column, concrete-filled steel tubular column and concrete-filled steel tubular core column.Due to the addition of concrete-filled steel tubular (CFST), special-shaped CFST core columns make up for the deficiency of the bearing capacity of special-shaped reinforced concrete columns, and widen the application scope of special-shaped columns, especially in high-rise, super-high-rise and other high-rise long-span structural systems.At the same time, some researchers have studied the effects of quasi-static loads on the mechanical properties of concrete-filled concrete-filled steel tubular (CFST) columns, but in the case of accidental loads (such as explosions),There is little research on the impact of impact and penetration on it.However, it is worth noting that according to the characteristics of special-shaped concrete-filled steel tubular core columns, they are often used in tall and long-span columns, and such structures are severely damaged by sudden explosion.Often lead to greater casualties and economic losses.In order to have more escape time when explosion occurs, it is necessary to understand the dynamic performance of special-shaped CFST core columns under explosion load.Due to the failure of concrete-filled concrete-filled steel tubular (CFST) core columns under explosion load, which will lead to the collapse of the whole structure, in order to prevent the occurrence of this phenomenon, it is necessary to improve the anti-explosion potential of the core columns.In this paper, using the method of numerical simulation and theoretical analysis, the dynamic response of T-shaped members in special-shaped concrete-filled steel tubular (CFST) core columns subjected to surface explosion loading is studied.Core concrete, longitudinal reinforcement, stirrups and other materials constitute a typical heterogeneous material.Due to the propagation of stress wave in T-shaped concrete-filled steel tube column, the material of concrete, the bond relationship between steel tube and concrete, etc.Therefore, it is difficult to study the response characteristics and failure mode of T-shaped concrete-filled steel tubular columns under blast impact load.This paper first introduces the application of special-shaped concrete-filled steel tubular core column, the basic principle of explosion, the strain rate effect of material and the function and characteristic of ABAQUS software.The results of dynamic response of T-shaped concrete-filled steel tubular core columns under three typical explosive loads are obtained by numerical simulation, and the simulation results are analyzed and compared.At the same time, the difference of explosion resistance between T-shaped concrete-filled steel tubular columns and ordinary reinforced concrete special-shaped columns is studied.Finally, the effects of diameter, wall thickness, longitudinal reinforcement ratio, stirrups spacing, aspect ratio of columns, concrete strength and axial compression ratio on the anti-explosion performance of T-shaped CFST core columns are compared and analyzed.The effect of each parameter on the anti-explosion performance of T-shaped CFST core column is clarified.This provides a certain theoretical basis for the later anti-explosion design of special-shaped concrete-filled steel tubular core columns.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU398.9

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本文編號(hào)：1767907