本文選題：B沖擊荷載 + 動(dòng)力性能分析　； 參考：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,偶然荷載作用下結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌研究已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn),然而現(xiàn)有的研究多集中在由于樓層關(guān)鍵構(gòu)件的突然失效而引起的連續(xù)倒塌,對(duì)由于上部坍塌樓層對(duì)下部樓層的沖擊作用引起的連續(xù)倒塌研究很少,隨著高層以及超高層建筑的廣泛應(yīng)用,對(duì)于沖擊荷載作用下鋼筋混凝土框架的抗連續(xù)倒塌研究顯得越來越重要。(1)本文采用錘擊法對(duì)一榀單層兩跨鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)分別在空載、均布線荷載工況下進(jìn)行了動(dòng)力試驗(yàn)研究,對(duì)錘擊荷載作用下鋼筋混凝土框架的受力狀態(tài)以及響應(yīng)特性進(jìn)行了分析和討論,分析結(jié)果表明:框架梁由彈性受力階段進(jìn)入拱效應(yīng)受力階段后,其剛度有所提高。試驗(yàn)框架所受的錘擊力幅值大于結(jié)構(gòu)的靜力承載能力,而結(jié)構(gòu)沒有倒塌且僅處于彈塑性受力階段,主要原因是錘擊力幅值主要由慣性力平衡,且力錘輸入結(jié)構(gòu)的能量有限不足以使結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。(2)本文采用自制沖擊加載裝置完成了一榀單層兩跨鋼筋混凝土平面框架的小當(dāng)量沖擊試驗(yàn)。研究了試驗(yàn)框架在沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性、內(nèi)力分布規(guī)律、鋼筋的應(yīng)變率效應(yīng)以及沖擊質(zhì)量和沖擊高度對(duì)框架梁動(dòng)力響應(yīng)特性的影響,并對(duì)框架梁在沖擊荷載作用下的動(dòng)力荷載放大系數(shù)以及應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)鋼筋強(qiáng)度的影響程度進(jìn)行了探討和分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)鋼筋強(qiáng)度提高程度較低,屈服強(qiáng)度的最大放大系數(shù)為1.09-1.11之間,極限強(qiáng)度的最大放大系數(shù)為1.06-1.07之間。沖擊荷載作用下,框架梁的動(dòng)荷系數(shù)隨著沖擊高度的增加而增加,隨著結(jié)構(gòu)損傷程度和沖擊質(zhì)量的增加而下降。(3)本文采用有限元軟件LS-DYNA對(duì)兩個(gè)一層、四個(gè)三層鋼筋混凝土框架在沖擊荷載作用下的倒塌過程進(jìn)行了模擬,研究了沖擊荷載作用下鋼筋混凝土框架的受力性能,對(duì)各框架的破壞狀態(tài)進(jìn)行了對(duì)比分析,并對(duì)沖擊荷載作用下框架的倒塌過程以及位移、內(nèi)力等響應(yīng)特性進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明:沖擊荷載作用下,鋼筋混凝土框架的受力過程均經(jīng)歷了明顯的拱效應(yīng)和懸索效應(yīng)階段,且沖擊荷載作用下鋼筋混凝土梁的最大內(nèi)力相對(duì)靜力承載能力有所提高。通過比較四個(gè)三層框架的抗連續(xù)倒塌能力,可知對(duì)一層框架梁進(jìn)行加強(qiáng)可以充分發(fā)揮材料的性能又不影響結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌能力。(4)采用有限元軟件ATENA對(duì)兩個(gè)一層、四個(gè)三層鋼筋混凝土框架進(jìn)行了靜力性能分析。計(jì)算結(jié)果表明ATENA軟件可以計(jì)算結(jié)構(gòu)從彈性階段到懸索效應(yīng)階段的全受力過程,框架在沖擊荷載以及靜載作用下破壞狀態(tài)類似。通過比較各框架的承載能力可知,在塑性受力階段,各框架的承載能力存在明顯的區(qū)別,在懸索效應(yīng)受力階段,各框架的承載能力差別相對(duì)較小�；陟o載承載能力以及沖擊荷載作用下的承載能力,可知框架梁的荷載放大系數(shù)在1.22到1.82之間。(5)基于ATENA分析得到的荷載-位移曲線,采用非線性時(shí)程分析方法對(duì)框架梁在小荷載沖擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算和分析,計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好。采用能量方法與非線性時(shí)程分析方法對(duì)六榀框架的抗倒塌能力進(jìn)行了計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明,采用能量方法可以偏于保守的預(yù)估結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力以指導(dǎo)設(shè)計(jì)。
[Abstract]:In recent years, the study of continuous collapse resistance of structures under accidental loading has become a hot spot at home and abroad. However, the existing research is mainly focused on the continuous collapse caused by the sudden failure of the key members of the floor. The extensive application of super high rise buildings is becoming more and more important for the study of the continuous collapse of reinforced concrete frames under impact loads. (1) this paper adopts the hammering method to study the dynamic test of a single layer and two span reinforced concrete frame structure under load condition, respectively under load condition. The stress state and response characteristics of the reinforced concrete frame are analyzed and discussed. The results show that the stiffness of the frame beam is increased after the elastic stress stage enters the arch effect stage. The amplitude of the hammer force is larger than the static bearing capacity of the structure, and the structure is not collapsed and only in the elastoplastic stress order. The main reason is that the amplitude of the hammer force is mainly balanced by the inertia force, and the energy of the input structure of the force hammer is not enough to cause the collapse of the structure. (2) a small equivalent impact test on a single layer and two span reinforced concrete plane frame was completed by the self-made impact loading device. The dynamic force of the test frame under the impact load was studied. The response characteristics, the internal force distribution, the strain rate effect of the steel bar and the impact quality and the impact height on the dynamic response characteristics of the frame beam, and the influence degree of the dynamic load amplification factor and the strain rate effect on the strength of the steel bar under the impact load are discussed and analyzed. The test results show that the strain rate is the strain rate. The effect on reinforcing bar strength is lower, the maximum magnifying coefficient of yield strength is 1.09-1.11, the maximum magnification coefficient of limit strength is 1.06-1.07. Under impact load, the dynamic load coefficient of frame beam increases with the increase of impact height, and decreases with the increase of structural damage degree and impact quality. (3) this paper is adopted in this paper. The finite element software LS-DYNA is used to simulate the collapse process of two layers and four three storey reinforced concrete frames under the impact load. The stress performance of the reinforced concrete frame under the impact load is studied. The failure state of each frame is compared and analyzed, and the collapse process of the frame under the impact load is also analyzed. The response characteristics, such as displacement and internal force, are analyzed. The results show that under the impact load, the stress process of the reinforced concrete frame has experienced the obvious arch effect and the suspension effect stage, and the maximum internal force of the reinforced concrete beam under the impact load is improved. By comparing the four three layers frame, the reinforced concrete beams are compared. The ability to resist continuous collapse shows that the strengthening of a frame beam can give full play to the performance of the material and does not affect the structure resistance to continuous collapse. (4) the finite element software ATENA is used to analyze the static performance of the two layers and four three layers reinforced concrete frames. The calculation results show that the ATENA software can calculate the structure from the elastic order. The failure state of the frame under the impact load and the static load is similar. By comparing the bearing capacity of each frame, the bearing capacity of each frame is distinctly different in the stage of plastic stress, and the bearing capacity of each frame is relatively small in the stage of the suspension effect. Based on static load, the bearing capacity of the frame is relatively small. Bearing capacity and bearing capacity under the impact load, it is known that the load magnification coefficient of frame beam is between 1.22 and 1.82. (5) the load displacement curve based on ATENA analysis, and the nonlinear time history analysis method is used to calculate and analyze the dynamic response of frame beam under small load impact. The energy method and nonlinear time history analysis method are used to calculate the anti collapse ability of the six frames. The calculation results show that the energy method can be partial to the conservative collapsing ability of the predicted structure to guide the design.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU375.4;TU312.3

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本文編號(hào)：2022928