近年來(lái),意外事故和自然災(zāi)害的頻發(fā)以及以“911”為代表的恐怖襲擊事件日益增多,使得建筑安全的研究成為熱點(diǎn)。建筑鋼結(jié)構(gòu)除受恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載和溫度荷載外,還易受到火災(zāi)、爆炸、飛行器撞擊等偶然荷載的作用。在偶然荷載較大時(shí),可直接摧毀建筑物,帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡;而在偶然荷載作用較小時(shí),對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的局部破壞又極易誘發(fā)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌。圓鋼管以自身優(yōu)良的力學(xué)性能和簡(jiǎn)潔明快的外形成為網(wǎng)架、網(wǎng)殼、管桁架、海洋平臺(tái)等鋼結(jié)構(gòu)中最常用的結(jié)構(gòu)鋼型材。圓鋼管一般作為軸力構(gòu)件承受正常工作荷載、溫度荷載,多處于軸向受壓或軸向受拉狀態(tài)。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)圓鋼管抗沖擊研究較少,且尚無(wú)規(guī)范進(jìn)行規(guī)定,而國(guó)外相應(yīng)的規(guī)范多針對(duì)海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu),可以看出對(duì)建筑圓鋼管開(kāi)展抗沖擊研究具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程意義。在鋼管結(jié)構(gòu)中,由于節(jié)點(diǎn)形式的多樣性使得圓鋼管具有多種約束形式;在現(xiàn)實(shí)工況中,撞擊事故發(fā)生時(shí)圓鋼管多處于正常工作狀態(tài),即圓鋼管在承受軸向荷載時(shí)遭受到側(cè)向沖擊。已有的相關(guān)研究工作多以海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)圓鋼管或輸油輸氣圓鋼管作為研究對(duì)象,而建筑用圓鋼管與上述圓鋼管存在較為明顯的力學(xué)差別。鑒于此,本文以Q235B建筑用圓鋼管為研究...

【文章頁(yè)數(shù)】：176 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 圓鋼管抗沖擊研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鋼管結(jié)構(gòu)及節(jié)點(diǎn)抗沖擊研究現(xiàn)狀
        1.2.3 其它相關(guān)領(lǐng)域抗沖擊研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
第2章 兩端固支圓鋼管抗側(cè)向沖擊性能試驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)概況
        2.2.1 構(gòu)件夾持系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)加載平臺(tái)制作
        2.2.2 沖擊試驗(yàn)采集裝置設(shè)計(jì)制作
        2.2.3 試件加工及試件材性
    2.3 試驗(yàn)現(xiàn)象
        2.3.1 典型沖擊試驗(yàn)過(guò)程
        2.3.2 典型靜力加載試驗(yàn)過(guò)程
        2.3.3 塑性鉸和失效模式
    2.4 準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)對(duì)比分析
    2.5 沖擊試驗(yàn)結(jié)果分析
        2.5.1 圓鋼管幾何尺寸的影響
        2.5.2 圓鋼管長(zhǎng)細(xì)比的影響
        2.5.3 沖擊高度的影響
        2.5.4 沖擊動(dòng)量的影響
        2.5.5 沖擊物形狀的影響
        2.5.6 沖擊位置的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 軸力作用下圓鋼管抗側(cè)向沖擊性能試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)概況
        3.2.1 試驗(yàn)軸向力加載裝置設(shè)計(jì)
        3.2.2 試件設(shè)計(jì)及加工
    3.3 試驗(yàn)加載過(guò)程和現(xiàn)象
        3.3.1 典型沖擊試驗(yàn)過(guò)程
        3.3.2 應(yīng)變響應(yīng)過(guò)程
        3.3.3 沖擊力和位移響應(yīng)過(guò)程
        3.3.4 失效模式及塑性鉸
    3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.4.1 軸力作用機(jī)理分析
        3.4.2 軸拉力的影響
        3.4.3 軸壓力的影響
        3.4.4 約束形式的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 圓鋼管側(cè)向沖擊有限元仿真方法研究
    4.1 引言
    4.2 Q235B鋼材動(dòng)態(tài)本構(gòu)及在LS-DYNA中的應(yīng)用
        4.2.1 Q235B鋼材動(dòng)態(tài)本構(gòu)
        4.2.2 試驗(yàn)方法及結(jié)果
        4.2.3 本構(gòu)方程擬合
        4.2.4 有限元分析及本構(gòu)模型驗(yàn)證
        4.2.5 分析總結(jié)
    4.3 有限元模型的建立及驗(yàn)證
        4.3.1 有限元模型的建立
        4.3.2 有限元模型的驗(yàn)證
    4.4 圓鋼管側(cè)向沖擊有限元模型的敏感性分析
        4.4.1 網(wǎng)格尺寸
        4.4.2 材料本構(gòu)模型的影響
        4.4.3 沖擊物的簡(jiǎn)化
        4.4.4 其它因素的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 圓鋼管在沖擊作用下的參數(shù)化分析
    5.1 引言
    5.2 分析方案
    5.3 無(wú)軸力作用圓鋼管側(cè)向沖擊參數(shù)化分析
        5.3.1 典型動(dòng)力響應(yīng)
        5.3.2 失效模式
        5.3.3 影響因素分析
    5.4 軸力作用下圓鋼管側(cè)向沖擊參數(shù)化分析
        5.4.1 有限元建模與軸力的施加
        5.4.2 典型動(dòng)力響應(yīng)
        5.3.3 失效模式
        5.4.4 影響因素分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 圓鋼管在沖擊作用下的失效準(zhǔn)則及變形預(yù)測(cè)
    6.1 引言
    6.2 圓鋼管在側(cè)向沖擊作用下的準(zhǔn)靜態(tài)分析
        6.2.1 圓鋼管未變形截面的塑性屈服條件
        6.2.2 圓鋼管塑性凹陷區(qū)分析
        6.2.3 圓鋼管整體變形分析
    6.3 圓鋼管在側(cè)向沖擊作用下的失效機(jī)理分析
        6.3.1 圓鋼管在側(cè)向沖擊作用下的失效模式
        6.3.2 圓鋼管在側(cè)向沖擊作用下的失效準(zhǔn)則
    6.4 圓鋼管側(cè)向沖擊變形預(yù)測(cè)
        6.4.1 既有計(jì)算方法
        6.4.2 本文計(jì)算方法及評(píng)價(jià)
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 兩側(cè)固支圓鋼管側(cè)向沖擊試驗(yàn)匯總
    A.1 試驗(yàn)過(guò)程圖片
    A.2 試驗(yàn)結(jié)果圖片
    A.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總
附錄B 軸力作用下圓鋼管側(cè)向沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總
    B.1 試驗(yàn)圖片
    B.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總
附錄C 圓鋼管側(cè)向沖擊有限元分析數(shù)據(jù)匯總
    C.1 無(wú)軸力試件數(shù)據(jù)匯總
    C.2 軸力作用試件數(shù)據(jù)匯總
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：4004161