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.     

《岩土工程数值分析》教学案例库建设与实践

研究生课程《岩土工程数值分析》具有知识面广、难度大、学习枯燥等特点,如何进行科学地教 与学需要进行研究。通过课程教学实践,总结提炼了岩土边坡、地基沉降、基坑开挖、地铁隧道等 10个 典型的教学案例并进行深入挖掘和加工,建立了本课程的教学案例库,综合培养学生对理正岩土、 ＦＬＡＣ3Ｄ和 ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ等常用数值分析软件的理解和应用。课后通过调查问卷对授课学生进行跟踪和 教学反馈,调查结果表明学生初识软件时存在迷茫和感觉较难的现象,经过案例的学习、课后自学及大 作业的训练,对岩土工程领域的数值计算有了初步的掌握,对常用软件实现了轻松入门,能够对岩土工 程常见问题进行建模分析,为今后的科研工作开展和岩土工程设计奠定了良好的基础。     

接触爆炸作用下钢-混凝土组合梁的波传播分析

由于爆炸荷载作用时间短、超压峰值大等特点,当爆炸荷载作用于钢-混凝土组合梁上时,将在梁内产生冲击波,冲击波在钢-混凝土组合梁内的传播过程极短,并且在冲击波的传播过程中梁的变形很小,因此,可将冲击波在梁内的传播过程进行独立分析.为研究爆炸荷载作用初期冲击波在梁内的传播过程,通过数值分析的方法对冲击波在钢-混凝土组合梁内的传播过程进行了研究分析.结果表明,在接触爆炸情况下,爆轰波将作用于钢-混凝土组合梁并在梁内产生压缩冲击波,冲击波在钢-混凝土组合梁厚度方向传播并产生反射与透射冲击波,同时在梁内产生较高的压应力或拉应力,由于混凝土属脆性材料,其抗拉强度很低,对混凝土板来说,反射拉伸波将在加载初期造成混凝土板的层裂现象.     

爆炸下考虑钢梁翼缘变形的改进单自由度法

为解决爆炸下结构产生较大局部变形时采用等效单自由度方法计算结构整体位移会出现较大误差甚至错误的问题,在单自由度理论基础上,以工字型钢梁为研究对象,通过分析翼缘局部变形对钢梁整体位移的影响规律后,基于提出的钢梁截面简化变形模型对其弯曲抗力函数进行改进,提出钢梁抗爆分析的改进单自由度方法。通过有限元软件ABAQUS数值模拟不同爆炸工况下钢梁的动态位移响应与破坏特征,并与单自由度模型及改进单自由度模型的计算结果进行对比,研究了不同计算模型下钢梁的位移及破坏差异。结果表明:与有限元模拟结果相比,钢梁翼缘局部变形越大,单自由度模型计算结果偏小越严重,而改进单自由度模型计算结果较好,可以更好地适用于钢梁抗爆分析的位移简化计算。     

建筑抗爆研究中超压的分布特征及确定方法

爆炸超压是描述爆炸荷载的重要指标,不同方法的超压计算结果具有较高的离散性。通过分析试验数据图表拟合确定入射超压与反射超压关系的反射系数计算式,搜集转化得到大量爆炸超压理论计算公式与爆炸试验数据,从而对爆炸超压在不同比例距离下的分布特征进行分析。研究结果表明：当比例距离小于0.5 m/kg^1/3时,爆炸超压概率密度服从指数分布;当比例距离大于0.5 m/kg^1/3时,爆炸超压概率密度服从正态分布。当比例距离小于0.5 m/kg^1/3时,爆炸超压变异系数达最大值1,比例距离在1.5~6.0 m/kg^1/3之间时,变异系数较小,在0.13~0.2 m/kg^1/3之间;反射超压变异系数较入射超压略大。依据不同比例距离下爆炸超压分布期望数据,拟合得到爆炸超压的计算公式与具有95%保证率条件下的爆炸超压分布范围计算公式。     

建筑抗爆研究中超压的分布特征及确定方法

爆炸超压是描述爆炸荷载的重要指标,不同方法的超压计算结果具有较高的离散性。通过分析试验数据图表拟合确定入射超压与反射超压关系的反射系数计算式,搜集转化得到大量爆炸超压理论计算公式与爆炸试验数据,从而对爆炸超压在不同比例距离下的分布特征进行分析。研究结果表明:当比例距离小于0.5m/kg1/3时,爆炸超压概率密度服从指数分布;当比例距离大于0.5m/kg1/3时,爆炸超压概率密度服从正态分布。当比例距离小于0.5m/kg1/3时,爆炸超压变异系数达最大值1,比例距离在1.5～6.0m/kg1/3之间时,变异系数较小,在0.13～0.2m/kg1/3之间;反射超压变异系数较入射超压略大。依据不同比例距离下爆炸超压分布期望数据,拟合得到爆炸超压的计算公式与具有95%保证率条件下的爆炸超压分布范围计算公式。     

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。     

钢管混凝土柱抗爆性能试验研究

为研究钢管混凝土柱（CSTC）的抗爆性能,通过12个钢管混凝土柱试件的现场爆炸试验,得到柱上迎爆面与背爆面的冲击波压力时程曲线及其压力分布形式,分析柱的位移和应变变化等,并研究不同炸药当量、炸药安置距离、试件轴压比、混凝土强度等级、含钢率等对钢管混凝土柱抗爆性能的影响。结果表明：柱背爆面上冲击波压力值很小,可忽略不计;柱以弯曲变形为主,且随着轴压比及炸药当量的增加,试件最大和残余变形都相应增大;随着炸药安置距离、含钢率和混凝土强度等级的增大,试件残余变形相应减小。塑性变形在最大变形中所占比例均随变形的增大而增加,柱以整体变形为主。     

《四川建筑科学研究》06／2009 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。为研究钢一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一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,可用于评估钢一混凝土组合梁的抗爆能力,并可供实际工程参考使用。     

考虑悬链线效应的约束钢梁在分布荷载作用下的性能(Ⅱ)——数值算例验证

另一篇系列文章已经采用约束系数方法和刚塑性铰模型推导了同时承受轴向弹簧和转动弹簧约束的钢梁在分布荷载作用下的荷载-跨中挠度曲线计算公式。本文采用大型通用有限元软件ABAQUS6.7对承受均布荷载的两个工字型截面钢梁进行有限元分析,研究它们在不同大小的轴向弹簧约束与转动弹簧约束情况下的跨中挠度。将公式计算结果与有限元分析结果进行对比证明了系列文章推导过程和计算公式的可靠性。在对比结果的基础上进行误差分析,根据误差原因进行公式修正,使修正后的公式与真实结果更加吻合,提高了公式的准确性。