本文關鍵詞：爆炸荷載作用下帶初始裂紋鋼筋混凝土板的動態(tài)響應及加固數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文首先總結(jié)了近年來鋼筋混凝土結(jié)構抗爆性能研究的發(fā)展歷程及未來趨勢,進而利用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件依據(jù)試驗數(shù)據(jù)對爆炸荷載作用下鋼筋混凝土板的動態(tài)響應進行了數(shù)值模擬研究。在此基礎上,分析了初始裂紋的存在對鋼筋混凝土板在爆炸荷載作用下的影響,并研究了不同裂紋參數(shù)(角度、寬度及深度等)對帶初始裂紋鋼筋混凝土板動態(tài)響應的影響。最后利用CFRP對帶初始裂紋鋼筋混凝土板進行加固后并研究了不同加固層數(shù)、尺寸等因素對加固后裂紋板的抗爆性能的影響規(guī)律。主要研究成果如下:(1)對普通鋼筋混凝土板在爆炸荷載作用下的動態(tài)響應進行了數(shù)值模擬。發(fā)現(xiàn)爆炸沖擊波在普通板底面形成強拉伸波,反復拉伸使得普通板底面主要發(fā)生彎曲破壞。在普通板迎爆面沿縱向方向出現(xiàn)一條貫穿主裂紋,背爆面中間部分出現(xiàn)塑性區(qū)域,并出現(xiàn)數(shù)條受拉裂縫。對比文獻中試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),普通鋼筋混凝土板破壞形態(tài)的數(shù)值模擬結(jié)果與實驗基本一致,從而驗證了數(shù)值模型。最后在此基礎上對影響爆炸作用下普通鋼筋混凝土板破壞形式的幾種不同因素:炸藥量、起爆距離及板厚等進行了研究。(2)對帶初始裂紋鋼筋混凝土板在爆炸荷載作用下的動態(tài)響應進行了數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn)初始裂紋的存在使鋼筋混凝土板更容易發(fā)生破壞并且在初始裂紋截面導致了一個明顯的應力集中破壞,破壞首先由裂紋尖端開始,向板四周擴展;與不帶裂紋的普通鋼筋混凝土板相比,初始裂紋使得混凝土板板底混凝土開裂時間提前;且同樣條件下帶裂紋鋼筋混凝土板的跨中最大位移較普通鋼筋混凝土板增加了17.45%,這表明鋼筋混凝土板存在初始裂紋時板的破壞程度和變形程度更為嚴重。接下來在此基礎上,研究了初始裂紋的角度、裂紋寬度、及裂紋深度等因素對鋼筋混凝土板的動態(tài)響應的影響,發(fā)現(xiàn)在小范圍內(nèi)改變裂紋的角度、寬度及深度時,對帶初始裂紋鋼筋混凝土板的跨中撓度影響不大;最后對不同炸藥量及不同起爆距離下帶裂紋鋼筋混凝土板進行了數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)帶初始裂紋鋼筋混凝土板的跨中最大位移峰值隨著TNT炸藥量的增加而增大,隨著起爆距離的增加而減小。(3)對CFRP加固后的帶初始裂紋鋼筋混凝土板進行了數(shù)值模擬。發(fā)現(xiàn)加固后,CFRP能夠推遲混凝土開裂時間,阻止裂縫的開展,抑制了板的變形和開裂程度,改善板的抗爆性能,延長板的使用壽命。隨著CFRP粘貼層數(shù)及粘貼尺寸的增加,帶初始裂紋鋼筋混凝土板的抗爆性能不斷增強,但綜合考慮經(jīng)濟性及延性,CFRP粘貼層數(shù)及粘貼尺寸的選擇具有最優(yōu)值。
【關鍵詞】：鋼筋混凝土板 初始裂紋 爆炸荷載 CFRP加固 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU375.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究的目的與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 鋼筋混凝土板的抗爆試驗研究11-12
• 1.2.2 鋼筋混凝土板的抗爆數(shù)值模擬研究12
• 1.2.3 帶初始裂紋板結(jié)構性能研究12-13
• 1.2.4 加固后板結(jié)構性能研究13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 2 爆炸荷載及損傷響應16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 爆炸荷載的特點16
• 2.3 爆炸沖擊波的產(chǎn)生及傳播16-18
• 2.4 爆炸荷載基本參數(shù)18-21
• 2.4.1 相似定律18
• 2.4.2 正向階段參數(shù)18-20
• 2.4.3 負向階段參數(shù)20
• 2.4.4 壓力時稱曲線衰減關系20-21
• 2.5 爆炸對結(jié)構的損傷效應21
• 2.6 結(jié)論21-23
• 3 爆炸荷載作用下普通鋼筋混凝土板動態(tài)響應數(shù)值模擬23-40
• 3.1 引言23
• 3.2 有限元軟件及算法介紹23-25
• 3.2.1 LS-DYNA軟件介紹23-24
• 3.2.2 LS-DYNA主要算法24-25
• 3.3 爆炸荷載下普通鋼筋混凝土板數(shù)值模型建立25-32
• 3.3.1 有限元模型建模方式25-26
• 3.3.2 單元選擇26-27
• 3.3.3 材料模型27-29
• 3.3.4 應變率效應29-31
• 3.3.5 材料的失效定義31
• 3.3.6 爆炸荷載31
• 3.3.7 邊界條件與接觸算法31-32
• 3.4 爆炸荷載下普通鋼筋混凝土板數(shù)值模型驗證32-34
• 3.4.1 鋼筋混凝土板有限元模型32-33
• 3.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析33-34
• 3.5 爆炸荷載下普通鋼筋混凝土板破壞影響因素分析34-38
• 3.5.1 炸藥量的影響34-36
• 3.5.2 起爆距離的影響36-37
• 3.5.3 板厚的影響37-38
• 3.6 結(jié)論38-40
• 4 爆炸荷載作用下帶初始裂紋鋼筋混凝土板動態(tài)響應數(shù)值模擬40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 裂紋分類40-41
• 4.3 奇異單元41
• 4.4 爆炸荷載下帶初始裂紋鋼筋混凝土板的數(shù)值模型建立41-43
• 4.5 爆炸荷載下帶初始裂紋鋼筋混凝土板的數(shù)值模擬結(jié)果與分析43-45
• 4.6 爆炸荷載下帶初始裂紋鋼筋混凝土板的破壞影響因素分析45-52
• 4.6.1 裂紋角度的影響45-46
• 4.6.2 裂紋寬度的影響46-48
• 4.6.3 裂紋深度的影響48-49
• 4.6.4 炸藥量的影響49-51
• 4.6.5 起爆距離的影響51-52
• 4.7 結(jié)論52-53
• 5 爆炸荷載作用下CFRP加固帶初始裂紋板動態(tài)響應數(shù)值模擬53-60
• 5.1 引言53
• 5.2 爆炸荷載下CFRP加固后帶初始裂紋板的數(shù)值模型建立53-54
• 5.3 爆炸荷載下CFRP加固后帶初始裂紋板的數(shù)值模擬結(jié)果及分析54-55
• 5.4 CFRP粘貼層數(shù)及尺寸對加固裂紋板抗爆性能的影響55-58
• 5.4.1 CFRP粘貼層數(shù)的影響56-57
• 5.4.2 CFRP尺寸的影響57-58
• 5.5 結(jié)論58-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 本文結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表學術論文情況66-67
• 致謝67

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭永乾;莊金平;;火災下鋼筋混凝土板溫度場的計算[J];山西建筑;2009年25期

2 李代圣;;鋼筋混凝土板式墩[J];鐵道標準設計通訊;1989年07期

3 張平,岳百忠;鋼筋混凝土板的允許撓度值淺析[J];建筑結(jié)構;2000年11期

4 季韜,錢在茲,鄭作樵;鋼筋混凝土板裂縫開展角的計算方法[J];工程力學;2001年04期

5 吳紅曉,陳向欣,嚴萬松;鋼筋混凝土板動力非線性有限元研究[J];計算力學學報;2002年03期

6 童申家,粟海濤,李力,張興虎;復雜邊界支承的鋼筋混凝土板的試驗研究[J];工業(yè)建筑;2003年10期

7 周昕,沈蒲生;鋼筋混凝土板三維非線性有限元分析[J];湖南大學學報(自然科學版);2003年S1期

8 卯穎,樊江;鋼筋混凝土板的有限元分析[J];昆明理工大學學報(理工版);2003年02期

9 吳忠海,張偉星;無奇異邊界元解鋼筋混凝土板彎曲問題[J];青島建筑工程學院學報;2003年03期

10 張家良,于柏柱,張曉東;鋼筋混凝土板設計取值分析[J];遼寧工學院學報;2003年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾懿;徐鎮(zhèn)凱;;開洞鋼筋混凝土板的非線性有限元分析[A];第十三屆全國結(jié)構工程學術會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2004年

2 邵軍;牟鋒;項宗方;;鋼筋混凝土板火災溫度場參數(shù)化分析[A];第15屆全國結(jié)構工程學術會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2006年

3 于姝婷;賀強;李川;熊秋燕;劇錦三;;開洞鋼筋混凝土板受力分析[A];北京力學會第20屆學術年會論文集[C];2014年

4 施旭棟;馬倩;李瀟;吳丹;;鋼筋混凝土板墜落撞擊數(shù)值模擬中的若干問題[A];北京力學會第18屆學術年會論文集[C];2012年

5 鄧國強;董軍;楊秀敏;楊科之;胡金生;;彈丸沖擊下鋼筋混凝土板的局部破壞形態(tài)分析[A];第十三屆全國結(jié)構工程學術會議論文集（第Ⅲ冊）[C];2004年

6 吳元;李延和;姜曉海;;加固鋼筋混凝土板的高強修補料綜合加固技術[A];首屆全國建筑結(jié)構技術交流會論文集[C];2006年

7 崔江余;唐業(yè)清;郭曉輝;李麗芬;;鋼筋混凝土板彎曲破壞的極限承載力[A];第三屆全國結(jié)構工程學術會議論文集（上）[C];1994年

8 盧興江;金賢玉;甘霖;錢在茲;;鋼筋混凝土板平面問題的反分析研究[A];第三屆全國結(jié)構工程學術會議論文集（上）[C];1994年

9 周余輝;張振宇;;鋼筋混凝土板抗爆炸震塌的連續(xù)損傷模型[A];第三屆全國爆炸力學實驗技術交流會論文集[C];2004年

10 吳丹;李密密;崔娜;孫毅;蔣秀根;;鋼筋混凝土板抗沖擊垮塌行為數(shù)值模擬[A];北京力學會第17屆學術年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 汪旭東 曾麗娟;鋼筋混凝土板裂縫分析及預防[N];伊犁日報(漢);2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李天華;爆炸荷載下鋼筋混凝土板的動態(tài)響應及損傷評估[D];長安大學;2012年

2 張大山;常溫及火災下鋼筋混凝土板的受拉薄膜效應計算模型[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

3 陳禮剛;鋼筋混凝土板受火性能的試驗研究[D];西安建筑科技大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡桂杰;彈性體涂覆鋼筋混凝土板抗爆作用設計方法研究[D];中北大學;2015年

2 趙倩;爆炸荷載作用下帶初始裂紋鋼筋混凝土板的動態(tài)響應及加固數(shù)值模擬研究[D];遼寧工業(yè)大學;2016年

3 盧致強;鋼筋混凝土板的有限元法分析[D];西南交通大學;2003年

4 劉洋;環(huán)境變化對鋼筋混凝土板動力性能的影響[D];華中科技大學;2008年

5 周昕;鋼筋混凝土板三維非線性有限元分析[D];湖南大學;2003年

6 李鵬;鋼筋混凝土板的彈塑性有限元分析[D];西安建筑科技大學;2008年

7 平大野;鋼筋混凝土板計算方法的研究[D];大連交通大學;2004年

8 徐子亮;高溫下鋼筋混凝土板非線性數(shù)值分析[D];北方工業(yè)大學;2009年

9 周孫基;高強不銹鋼絞線加固鋼筋混凝土板的研究[D];清華大學;2004年

10 張穎;不銹鋼鋼筋混凝土板疲勞性能試驗研究[D];廣東工業(yè)大學;2014年

  本文關鍵詞：爆炸荷載作用下帶初始裂紋鋼筋混凝土板的動態(tài)響應及加固數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：310311