疊合構件具有承載能力高、塑性和耐火性好、制作簡單等諸多優(yōu)越性能,目前廣泛應用于建筑物當中。由于火災和爆炸事故頻發(fā),爆炸產(chǎn)生的碎片具有較高的沖擊能量,當碎片作用于支撐構件時,構件在碎片的沖擊作用下可能會達到自身的極限承載力而破壞,從而導致建筑物發(fā)生損傷、破壞、甚至倒塌,其產(chǎn)生的后果不容小覷。為了保證結構安全,在設計中使構件具有一定的高溫抗沖擊能力,以減小建筑物發(fā)生倒塌破壞的幾率。因此,深入研究受火構件的抗沖擊性能具有重要意義。本文應用ABAQUS軟件進行有限元模擬分析,研究內容如下:首先,總結國內外對于構件耐火性能和沖擊性能的研究現(xiàn)狀,通過對比選定適合本課題模型的材料參數(shù)和本構關系。在確定所選參數(shù)基礎上,建立對比試驗模型進行有效性驗證,驗證所選參數(shù)的合理性。其次,選取合適的升溫曲線、熱傳遞方程和邊界條件,建立疊合柱模型并分析其四面受火的溫度場分布規(guī)律。分析得到:四面均勻受火鋼管混凝土疊合柱的溫度場分布均勻且呈雙軸對稱分布,溫度場呈現(xiàn)外高內低的趨勢。然后,研究持荷受火疊合柱在沖擊荷載作用下的力學性能和工作機理,從沖擊力、撓度、應力狀態(tài)、能量轉化和剩余承載力等分析其沖擊過程。分析得到:受火疊... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 鋼管混凝土疊合柱的概述
    1.2 研究背景及意義
    1.3 相關課題研究現(xiàn)狀
        1.3.1 構件耐火性能研究
        1.3.2 構件的抗沖擊性能研究
    1.4 本文的主要研究內容
第2章 鋼管混凝土疊合柱溫度場有限元分析
    2.1 材料熱工性能
        2.1.1 鋼材熱工性能
        2.1.2 混凝土熱工性能
    2.2 鋼材的力學性能
        2.2.1 常溫下鋼材的力學性能
        2.2.2 升溫下鋼材的力學性能
        2.2.3 高溫后鋼材的力學性能
    2.3 混凝土的力學性能
        2.3.1 常溫下混凝土的力學性能
        2.3.2 升溫下混凝土的力學性能
        2.3.3 高溫后混凝土的力學性能
        2.3.4 混凝土的塑性損傷模型
    2.4 有效性驗證
        2.4.1 溫度場有限元模型驗證
        2.4.2 沖擊有限元模型驗證
    2.5 溫度場分析基本理論
        2.5.1 升溫曲線
        2.5.2 傳熱原理
        2.5.3 熱傳導方程及定解條件
    2.6 溫度場分析
        2.6.1 基本假設
        2.6.2 模型信息
        2.6.3 單元類型和網(wǎng)格劃分
        2.6.4 接觸類型
        2.6.5 結果分析
    2.7 本章小結
第3章 持荷受火疊合柱抗沖擊性能分析
    3.1 引言
    3.2 有限元模型
        3.2.1 模型信息
        3.2.2 單元類型和網(wǎng)格劃分
        3.2.3 接觸類型
        3.2.4 疊合柱軸壓承載力
        3.2.5 軸力—沖擊耦合模型
    3.3 結果分析
        3.3.1 沖擊力和撓度
        3.3.2 沖擊物和跨中速度
        3.3.3 應力
        3.3.4 能量變化
        3.3.5 剩余承載力
    3.4 本章小結
第4章 受火鋼管混凝土疊合柱抗沖擊性能參數(shù)分析
    4.1 引言
    4.2 參數(shù)分析
        4.2.1 受火溫度
        4.2.2 長細比
        4.2.3 含鋼率
        4.2.4 截面尺寸
        4.2.5 配筋率
        4.2.6 沖擊速度
        4.2.7 混凝土強度
        4.2.8 鋼材屈服強度
    4.3 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]圓形鋼管混凝土疊合構件抗沖擊性能試驗研究[J]. 胡昌明,韓林海.  土木工程學報. 2016(10)
[2]鋼管混凝土疊合柱溫度場試驗研究[J]. 項凱,王國輝.  自然災害學報. 2015(01)
[3]方形鋼管混凝土疊合柱的力學性能研究[J]. 廖飛宇,韓林海.  工程力學. 2010(04)
[4]鋼管混凝土梁在側向沖擊荷載作用下動力響應的試驗研究和數(shù)值模擬[J]. 王蕊,李珠,任夠平,張善元.  土木工程學報. 2007(10)
[5]火災作用后鋼管混凝土柱的承載力研究[J]. 韓林海,霍靜思.  土木工程學報. 2002(04)
[6]鋼管混凝土柱火災后剩余承載力的試驗研究[J]. 韓林海,楊有福,霍靜思.  工程力學. 2001(06)

博士論文
[1]疊合柱高墩大跨連續(xù)剛構橋概率地震易損性及風險分析[D]. 黃志堂.西南交通大學 2015
[2]火災后鋼管混凝土壓彎構件的滯回性能研究[D]. 林曉康.福州大學 2006

碩士論文
[1]低速沖擊荷載作用下疊合構件力學性能數(shù)值模擬[D]. 李金鳳.燕山大學 2015
[2]均勻受火下鋼管混凝土疊合柱耐火性能研究[D]. 侯舒蘭.清華大學 2014
[3]鋼管混凝土在火災（高溫）下及高溫（火災）后的抗沖擊性能研究[D]. 任曉虎.湖南大學 2011
[4]火災全過程作用后鋼管混凝土柱滯回性能試驗研究[D]. 曾翔.湖南大學 2009
[5]力和高溫共同作用下鋼管混凝土短柱力學性能分析[D]. 謝建.清華大學 2008
[6]火災下鋼管混凝土疊合柱軸壓性能非線性分析[D]. 劉東坡.長安大學 2007
[7]內配圓鋼管的鋼骨混凝土核心柱常溫及火災后軸壓性能研究[D]. 周君.浙江大學 2006
[8]火災前后鋼管混凝土核心柱界面粘結性能的研究[D]. 吳兵.浙江大學 2006



本文編號：3479869