發(fā)布時間：2018-07-17 15:25

【摘要】：近幾年來,國內(nèi)外恐怖襲擊及惡性爆炸事件給世界范圍內(nèi)的人民生命財產(chǎn)安全帶來災(zāi)難性的威脅。除此之外,自然災(zāi)害如地震、海嘯、泥石流及其產(chǎn)生的次生災(zāi)害在毀壞建筑物的同時對人們的生命財產(chǎn)安全同樣造成巨大危害。由于全世界范圍內(nèi)建筑物多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在沖擊荷載下力學(xué)行為及破壞特征研究很有必要。作為結(jié)構(gòu)的重要受力構(gòu)件,鋼筋混凝土梁在設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)考慮沖擊、爆炸等荷載的影響。鋼筋混凝土梁在沖擊荷載下破壞形態(tài)及混凝土裂縫發(fā)展模式在以往的研究中已經(jīng)得到基本體現(xiàn)。但隨著高強(qiáng)混凝土在結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的發(fā)展,對高強(qiáng)混凝土RC梁的沖擊性能研究需要進(jìn)一步深入。本文在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)對高強(qiáng)混凝土RC梁的抗沖擊行為進(jìn)行研究,為此設(shè)計了一組高強(qiáng)混凝土RC梁。試驗(yàn)研究了不同因素下梁在沖擊荷載下的抗沖擊能力、沖擊力、支座反力、跨中位移、裂縫發(fā)展模式及破壞形態(tài)。本文利用落錘試驗(yàn)?zāi)M沖擊荷載對梁進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)變量包括配箍率、沖擊能量、混凝土強(qiáng)度等。同時利用高速攝影機(jī)對試驗(yàn)中破壞過程進(jìn)行了全程影像記錄。落錘試驗(yàn)中,通過儀器獲得高強(qiáng)混凝土RC梁在沖擊荷載下跨中位移時程、沖擊力時程、支座力時程、鋼筋混凝土梁縱筋及箍筋應(yīng)變時程曲線,得到梁沿長度方向的應(yīng)變分布。試驗(yàn)結(jié)果表明:配箍率與混凝土等級的差異可改變鋼筋混凝土梁裂縫產(chǎn)生機(jī)制。配箍率的提高可有效減小梁跨中位移峰值。在沖擊試驗(yàn)基礎(chǔ)上,本文利用顯式動力有限元分析軟件LS-DYNA,對高強(qiáng)混凝土RC梁沖擊試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。模擬結(jié)果表明有限元模型與試驗(yàn)結(jié)果擬合情況良好,其中試驗(yàn)梁在沖擊荷載下的跨中位移、沖擊力、支座力時程曲線能做到很好的預(yù)測。但混凝土材料模型的部分缺陷對高強(qiáng)混凝土RC梁的破壞特征并不能做到精確預(yù)測,需要進(jìn)一步完善與研究。同時利用數(shù)值模擬分析模型對混凝土強(qiáng)度、落錘重量、沖擊速度、配箍率的具體影響進(jìn)行參數(shù)分析。
[Abstract]:In recent years, terrorist attacks and vicious bombings at home and abroad have brought a disastrous threat to the lives and property of people all over the world. In addition, natural disasters such as earthquakes, tsunamis, mudslides and their secondary disasters not only destroy buildings, but also cause great harm to the safety of people's lives and property. As reinforced concrete structures are mostly used in buildings all over the world, it is necessary to study the mechanical behavior and failure characteristics of reinforced concrete structures under impact loads. As an important structural member, the impact of impact and explosion should be taken into account in the design of reinforced concrete beam. The failure mode of reinforced concrete beams under impact load and the development mode of concrete cracks have been basically reflected in the previous studies. However, with the development of the application of high strength concrete in the structure, the research on the impact performance of high strength concrete RC beams needs to be further studied. In this paper, the impact behavior of high strength concrete RC beams is studied, and a group of high strength concrete RC beams are designed. The impact resistance, impact force, bearing reaction force, mid-span displacement, crack development mode and failure mode of beams under different factors were studied. In this paper, the impact load is simulated by drop weight test to test the beam. Test variables include hoop ratio, impact energy, concrete strength and so on. At the same time, a high-speed camera is used to record the whole process of the damage in the experiment. In the drop weight test, the time history of displacement, impact force, bearing force, longitudinal reinforcement and stirrups strain history of RC beams with high strength concrete under impact load are obtained, and the strain distribution of RC beams along the length direction is obtained. The experimental results show that the crack generation mechanism of reinforced concrete beams can be changed by the difference of hoop ratio and concrete grade. The increase of hoop ratio can effectively reduce the peak displacement of beam span. On the basis of impact test, the impact test of RC beam with high strength concrete is simulated by using explicit dynamic finite element analysis software LS-DYNA. The simulation results show that the finite element model fits well with the test results, and the time-history curves of the mid-span displacement, impact force and support force of the test beam under impact load can be well predicted. However, the failure characteristics of high strength concrete RC beams caused by some defects of concrete material model can not be accurately predicted, and need to be further improved and studied. At the same time, the influence of concrete strength, weight of drop weight, impact speed and hoop ratio is analyzed by numerical simulation model.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU375.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2130092