本文選題：列車(chē)脫軌　切入點(diǎn)：高架站房　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),我國(guó)高速鐵路快速發(fā)展,高鐵站房作為高速鐵路的重要組成部分,也迎來(lái)了前所未有的建設(shè)高潮。被喻為"城市大門(mén)"的現(xiàn)代大型高鐵站房,大多采用線(xiàn)上式,列車(chē)穿行建筑內(nèi)部。如果列車(chē)脫軌撞擊高架站房結(jié)構(gòu),將有可能導(dǎo)致站房結(jié)構(gòu)受損,甚至發(fā)生倒塌事故,產(chǎn)生巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。由于高架站房是近十年隨著我高速鐵路快速發(fā)展才大量興建起來(lái)的,而目前針對(duì)列車(chē)撞擊站房結(jié)構(gòu)的研究還很缺乏。因此,本文以列車(chē)脫軌撞擊站房結(jié)構(gòu)為背景,基于LS-DYNA軟件研究了列車(chē)撞擊站房框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)以及破壞模式、機(jī)理。本論文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)選取典型高架站房框架結(jié)構(gòu),建立列車(chē)、站房結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化有限元模型,分析了列車(chē)不同速度撞擊框架結(jié)構(gòu)角柱、邊柱、中柱時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)。分析表明,列車(chē)以相同速度撞擊不同位置的框架柱時(shí),其柱損壞過(guò)程基本相同;撞擊速度越大,撞擊力峰值出現(xiàn)的時(shí)間越早,撞擊力峰值與撞擊速度線(xiàn)性相關(guān);列車(chē)撞擊站房結(jié)構(gòu)柱過(guò)程中,其撞擊影響具有局部性,主要集中在被撞柱和相鄰構(gòu)件。(2)總結(jié)了撞擊作用下框架結(jié)構(gòu)的破壞模式。不同速度撞擊作用下,框架結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)兩種破壞模式:局部破壞和整體變形損傷。局部破壞:由于列車(chē)沖擊作用引起的結(jié)構(gòu)柱在碰撞區(qū)域以及柱頂節(jié)點(diǎn)的損傷,其主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)柱局部彎剪失效或彎曲變形,柱頂節(jié)點(diǎn)周?chē)a(chǎn)生塑性變形。整體變形損傷:列車(chē)在碰撞過(guò)程中由受撞柱通過(guò)柱頂節(jié)點(diǎn)傳遞到上部結(jié)構(gòu)的力引起的結(jié)構(gòu)變形和位移;包括撞擊引起的結(jié)構(gòu)平動(dòng)位移、受撞柱失效引起的豎向倒塌變形等。(3)提取結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析了碰撞荷載作用下結(jié)構(gòu)抗力機(jī)制。分析表明,列車(chē)撞擊站房柱時(shí),在初始小變形階段,結(jié)構(gòu)柱存在明顯拱效應(yīng)機(jī)制,且柱頂軸向約束越強(qiáng),柱軸壓力越大,拱效應(yīng)越明顯;在大變形階段靠懸鏈線(xiàn)機(jī)制提供抗力;柱頂傳遞給上部結(jié)構(gòu)的力主要通過(guò)平行于沖擊方向與之相鄰的梁產(chǎn)生軸壓力來(lái)分擔(dān)。(4)提出了一種評(píng)價(jià)框架結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的方法和流程。針對(duì)局部破壞特點(diǎn),建議采用柱截面相對(duì)失效面積為指標(biāo)的快速評(píng)價(jià)方法;對(duì)整體位移變形,建議采用層間位移角來(lái)評(píng)估結(jié)構(gòu)的損傷;前者能反應(yīng)局部構(gòu)件的抗沖擊性能,后者能反應(yīng)整體結(jié)構(gòu)抗側(cè)向沖擊倒塌能力。同時(shí),給出了站房框架結(jié)構(gòu)抗沖擊性能評(píng)估流程和設(shè)計(jì)建議。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of high-speed railway in China, as an important part of high-speed railway, high-speed railway station building has also ushered in an unprecedented climax. If the train derailment hits the structure of the elevated building, it may cause damage to the building structure, or even collapse. Because the elevated building was built in large quantities with the rapid development of our high-speed railway in the last ten years, and the research on the structure of the train impact station room is still very scarce at present. Based on the background of train derailment impact station structure, the dynamic response and failure mode of train impact station frame structure are studied based on LS-DYNA software. Mechanism. The main research contents and results of this paper are as follows: 1) selecting the typical frame structure of elevated station building, establishing a simplified finite element model of train and station building structure, analyzing the angle column and side column of frame structure impacted by different speed of train. The dynamic response of the middle column. The analysis shows that the damage process of the column is basically the same when the train impacts the frame column at the same speed, and the larger the impact velocity, the earlier the peak value of the impact force appears. The peak value of impact force is linearly related to the impact velocity, and the impact effect is local in the course of the train impact on the structural column of the station building. The failure mode of frame structure under impact is summarized. The frame structure mainly shows two failure modes: local failure and global deformation damage. It is mainly reflected in local bending shear failure or bending deformation of structural columns. Deformation and displacement of the structure caused by the force transmitted by the collided column through the top of the column to the superstructure during the collision; including the structural displacement caused by the impact, The structural resistance mechanism under the impact load is analyzed by extracting the internal force of the structure. The analysis shows that the arch effect of the structure column is obvious in the initial small deformation stage when the train hits the station column. The stronger the axial constraint on the top of the column is, the greater the axial pressure of the column is and the more obvious the arch effect is, and the resistance is provided by catenary mechanism in the stage of large deformation. The force transferred from the top of the column to the superstructure is mainly shared by the axial pressure generated by the beam parallel to the impact direction. (4) A method and procedure for evaluating the impact resistance of the frame structure is proposed. It is suggested that the relative failure area of column section should be used as the index of rapid evaluation, and the interstory displacement angle should be used to evaluate the damage of the structure. The former can reflect the impact resistance of local members. The latter can reflect the lateral impact collapse resistance of the whole structure. At the same time, the evaluation flow and design suggestions are given.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU375.4

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3 葉q，

本文編號(hào)：1617656