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钢筋混凝土墩柱在大质量物体冲击作用下的损伤研究
| 论文题名： | 钢筋混凝土墩柱在大质量物体冲击作用下的损伤研究 |
| 关键词： | 钢混桥梁;冲击荷载;结构承载力;有限元分析 |
| 摘要： | 随着交通事业的发展，公路桥梁建设工程成倍增长，桥梁成为确保公路畅通的咽喉，其结构安全是全线的关键。然而，近年来桥梁被撞击的事故在世界各地一直不断地发生，因此所造成的人员伤亡、财产损失以及环境破坏是惊人的。桥墩作为桥梁重要的下部承重构件，由于其所处位置关系，极易受到河流中船舶、大石块等大物体的冲击作用。由此所产生的桥墩损伤会严重影响整个桥梁结构的安全性能。本文正是在该背景下对钢筋混凝土墩柱在大质量物体撞击作用下的动态响应进行研究，同时对其剩余承载力进行分析。研究工作主要分为动态计算和静态计算两个部分。 本文运用LS-DYNA软件对不同工况下墩柱被撞击的过程进行了数值模拟分析。文中对单元类型、建模方法以及数值模拟中应注意的问题进行了详细的阐述，并且在分析了构件材料本构后，选取较为合理的材料模型利用软件进行了模型的建立和参数的设定。通过计算不同工况下墩柱的撞击力、位移和混凝土剥落体积，得出了撞击力曲线形状以及墩柱峰值位移的发生部位与撞击质量、速度有明显关系；墩柱混凝土的剥落体积与撞击速度、质量基本呈递增关系，与撞击力峰值呈波浪形递增关系。在动态分析的基础上，基于ANSYS有限元分析软件对撞击后发生局部损伤的墩柱进行了数值模拟分析，计算了发生不同程度局部破坏墩柱的剩余极限承载力。研究了墩柱的剩余极限承载力与缺口高度以及缺口面积百分比之间的关系。最终对规范公式进行修正，得到了能够计算有缺口桥墩剩余极限承载力的计算公式。 |
| 作者： | 刘潇 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 王汝恒 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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