接触爆炸荷载下钢-混凝土组合梁的破坏模式研究

运用LS-DYNA软件对接触爆炸荷载下钢-混凝土组合梁的破坏形式进行了数值分析,研究了混凝土板的破坏过程及梁的破坏模式.结果表明,钢-混凝土组合梁以局部变形为主,混凝土易于破碎,钢梁与混凝土板易丧失共同工作的能力,而接触爆炸荷载下钢-混凝土组合梁主要有三种不同的破坏模式,分别为混凝土板的破碎、钢梁的局部大变形和荷载作用区的局部冲切破坏.     

爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的动力响应及破坏形态分析

本文利用LS-DYNA软件对同冲量不同超压峰值不同时间的三种荷载工况下钢-混凝土组合梁的动力响应及破坏模式进行了研究对比,并对梁的变形过程、关键位置点的位移、速度、支座剪力和跨中弯矩进行了详细的分析。结果表明,在爆炸冲击波下,开始阶段混凝土板对钢梁有很好的保护作用,但混凝土易于破碎,钢-混凝土组合梁容易丧失共同工作的能力,剪切破坏是钢-混凝土组合梁的一种重要破坏形式。     

变截面组合梁剪力滞后效应有限差分解析求解方法研究

在钢-混凝土组合梁中,由于混凝土板的剪切变形而产生的"剪力滞后效应",会对组合梁的刚度、承载能力和变形的计算结果产生影响,是钢-混凝土组合梁设计和研究中需要解决的关键问题.通过将混凝土板宽范围内的应力不均匀分布表述为翘曲位移形状函数与翘曲强度函数的乘积形式,由变分法得到组合梁平衡微分方程,并引入剪力滞后系数描述组合梁混凝土板横截面应力分布不均匀特性.在此基础上,采用有限差分法求解变截面组合梁剪力滞后效应,推导出了常见结构形式的有效宽度解析表达式,通过与Ansys模拟结果和规范方法进行对比,验证了算法的有效性,并明确了使用范围,为今后钢-混凝土组合梁剪力滞后效应计算提供了高效的运算手段.     

一种新型钢肋-混凝土组合楼板有效翼缘的探讨

薄壁型钢混凝土组合梁是在钢-混凝土组合梁基础上发展起来的一种新型梁。在此提出一种新型薄壁型钢肋-混凝土组合板,并采用非线性有限元法,分析了组合板承受不同形式荷载下的应力分布规律,讨论荷载形式及连接件间距对组合板有效翼缘宽度的影响。     

接触爆炸荷载下钢—混凝土组合梁简化设计方法研究

接触爆炸荷载作用下可引起结构的破坏.为研究钢-混凝土组合梁的抗爆性能,基于等效单自由度方法和能量方法,推导了接触爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁最大弹塑性变形的简化计算方法,并同数值分析结果进行了对比.结果表明,此方法有较高的计算精度,可用于评估钢-混凝土组合梁的抗爆能力,并可供实际工程参考使用.     

近距离爆炸作用下工字形截面钢柱荷载分布与动态响应数值模拟研究

作为钢结构中主要承重构件的钢柱，其在近距离爆炸作用下的荷载分布和动态响应，尤其是入射角对钢柱爆炸荷载和动态响应的影响规律等方面研究较为匮乏。为此，采用LS-DYNA有限元分析软件，研究近距离爆炸作用下工字形截面钢柱在不同入射角下的爆炸荷载分布和动态响应。结果表明：当冲击波加载于钢柱截面强轴时，翼缘板爆炸荷载受稀疏波效应影响显著，与无限大反射面的相比，其反射冲量下降10%～50%;近距离爆炸工况下稀疏波传播速度远大于现行抗爆设计规范中所假设的环境声速，表明环境声速假设在近距离爆炸工况下并不适用；在弱轴加载工况下，稀疏波效应并不明显，由于冲击波在截面内发生多次反射，延长了其正相持时，因而腹板上的峰值冲量反而高于无限大反射面条件下的峰值冲量；当入射角小于同时通过迎爆侧翼缘板边缘点与工字形截面形心的入射角时，冲击波的主要作用区域为两翼缘板与腹板所围内凹区域，其爆炸荷载和腹板局部变形在入射角为30°时达到最大值，两个半翼缘板呈向外张开态势，且张开幅度随入射角的增大而减小；而当入射角大于同时通过迎爆侧翼缘板边缘点与工字形截面形心的入射角时，冲击波则主要作用于迎爆侧翼缘板，其爆炸荷载和整体挠度在入射...     

考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁非线性有限元分析

即使是完全抗剪连接组合梁,混凝土板与钢梁之间仍存在滑移。在此提出考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁的有限元分析方法,利用本方法计算了简支组合梁在不同剪力连接程度和各种均布荷载作用下的挠度、应力和滑移分布,并对计算结果和理论与试验结果作出了对比,证明本方法分析钢-混凝土组合梁的正确性和实用性,并得出了一些实用的结论。     

预制装配式栓钉连接件钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为适应装配式钢-混凝土组合梁的发展需求,研究了一种将带预制圆孔的混凝土板与焊接栓钉的钢梁安装定位后在预制孔内后填充高强填料以固定栓钉连接件的预制装配式钢-混凝土组合梁.通过梁式试验获得了该装配式组合梁的极限承载力、荷载-挠度关系、界面荷载-滑移关系以及截面的应变分布规律,并与普通现浇钢-混凝土组合梁的抗弯力学性能进行对比分析.试验结果表明:所有试验组合梁均发生弯曲破坏,装配式组合梁的抗弯承载能力稍好于现浇组合梁的抗弯承载能力.采用我国现行《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)的组合梁塑性设计方法可偏于安全地预测该装配式组合梁的抗弯承载力,该组合梁预制装配方法可供工程实践参考.     

群钉布置方式对钢-混凝土组合小箱梁受力性能的影响分析

设计制作4片具有不同栓钉布置方式的钢-混凝土组合小箱梁模型进行试验研究,并进一步采用有限元法,考虑组合梁材料的本构关系和接触问题等,对其从弹性荷载至极限荷载下的受力行为进行分析,得到从开始加载至极限荷载下各模型梁的荷载-挠度曲线、跨中钢梁底板应变随荷载的变化曲线和弹性阶段钢梁与混凝土板相对滑移的分布,以及组合梁的屈服荷载、极限荷载和破坏时混凝土板的应力云图等。与试验测试结果的对比表明,采用群钉布置的快速施工组合梁达到完全抗剪要求时,组合梁承载能力与焊钉数量和布置型式关系不大,按照文中建立的有限元模型能较好地分析预测快速施工不同群钉设计参数下钢-混组合梁的屈服荷载和极限荷载。     

Influence of group studs layout style on static behavior of steel-concrete composite small box girder models

设计制作4片具有不同栓钉布置方式的钢-混凝土组合小箱梁模型进行试验研究,并进一步采用有限元法,考虑组合梁材料的本构关系和接触问题等,对其从弹性荷载至极限荷载下的受力行为进行分析,得到从开始加载至极限荷载下各模型梁的荷载-挠度曲线、跨中钢梁底板应变随荷载的变化曲线和弹性阶段钢梁与混凝土板相对滑移的分布,以及组合梁的屈服荷载、极限荷载和破坏时混凝土板的应力云图等。与试验测试结果的对比表明,采用群钉布置的快速施工组合梁达到完全抗剪要求时,组合梁承载能力与焊钉数量和布置型式关系不大,按照文中建立的有限元模型能较好地分析预测快速施工不同群钉设计参数下钢-混组合梁的屈服荷载和极限荷载。