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爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应及破坏机理 总被引：3，自引：0，他引：3
方钢管混凝土柱是被广泛采用的组合构件之一。爆炸发生时产生的爆炸冲击波可能会对框架结构内部的方钢管混凝土柱造成严重破坏,然而目前对其动力响应及破坏机理的研究成果相对较少。本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应和破坏机理进行了研究分析。建立了方钢管混凝土柱实体有限元模型,其中混凝土采用HJC模型,方钢管采用考虑应变率的塑性随动强化模型,爆炸荷载施加在柱子一侧表面。通过对方钢管混凝土柱的破坏过程的模拟,比较分析了其在不同＂比例距离＂下的动力响应和破坏形式,进而得出方钢管混凝土柱的破坏机理。在爆炸荷载作用下,方钢管对其核心混凝土有一定的约束作用,使其处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性同时得到改善;同时,由于混凝土的存在,延缓了方钢管柱底和柱顶过早地发生局部屈曲。随着＂比例距离＂的增大,柱中水平位移逐渐减小。结果表明,方钢管混凝土柱具有良好的延性、优越的抗爆性能,所提出的破坏机理可供结构抗爆设计的进一步研究参考。 相似文献
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爆炸荷载作用下钢柱的动力响应与影响因素分析 总被引：4，自引：0，他引：4
采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立钢柱有限元模型,模拟爆炸荷载作用下钢柱的动力响应,并对影响钢柱动力响应的主要因素进行数值分析。考虑了不同爆炸荷载、材料失效应变、单元网格密度、柱高、柱截面尺寸和柱承担的轴向压力等参数的影响。通过对钢柱动力响应时程曲线进行分析,研究爆炸荷载作用下钢柱响应特性及其破坏机理;通过分析,得到各参数对其动力响应的影响规律。分析结果表明：增大柱的截面尺寸,能够降低柱跨中水平位移;增大柱截面高度,能有效地提高钢框架柱的抗爆承载力;在钢柱抗爆设计中,应控制其所承受的轴向压力大小,轴压比值不宜超过0.3。 相似文献
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近地空中爆炸作用下钢框架结构冲击响应 总被引：2，自引：0，他引：2
采用多物质欧拉与拉格朗日耦合算法,对框架结构和混凝土地面采用Lagrange单元、空气和炸药采用多物质ALE单元,建立流固耦合有限元模型,对一个五层的钢框架结构在近地爆炸作用下冲击压力波的传播过程、结构冲击响应和变形以及破坏过程进行了数值模拟.数值模拟分析结果表明,拉格朗日-欧拉耦合算法较好地模拟了爆炸冲击波在介质中的传播和作用在结构上的爆炸荷载效应.在爆炸近区,空气爆炸冲击波的衰减速率快;爆炸产生强烈的冲击波首先使钢框架结构正面的柱和梁柱节点区产生很大的塑性变形,钢框架柱在发生爆炸的瞬间失去承载能力,最终导致建筑物整体倒塌.考虑结构变形和流体荷载间的相互影响可以较真实地模拟结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌过程,为研究结构在爆炸荷载作用下的连续倒塌提供了有效手段. 相似文献
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《地震工程与工程振动》2017,(4)
对带填充墙的钢筋混凝土框架结构进行数值分析,研究填充墙体对框架结构抗震性能的影响。采用有限元软件ABAQUS建立了填充墙框架结构模型,通过数值模拟分别分析了墙体开洞、墙体材料以及填充墙与框架的连接形式在多遇和罕遇地震下对填充墙框架动力响应及损伤的影响。分析结果表明:刚性连接下的填充墙对框架产生了刚度效应,使得其自振周期为纯框架的0.2~0.7倍,导致在地震作用下的响应增大,但填充墙对框架的约束效应限制了框架柱的变形,增大了结构的抗侧承载力;罕遇地震下填充墙与框架存在复杂的相互作用,开洞填充墙对框架柱产生了约束作用,减小了柱的计算高度,满布填充墙对框架产生斜压杆效应,导致柱端出现附加剪应力容易出现剪切破坏。柔性连接下的填充墙对框架的自振周期影响很小,在进行抗震验算时可不进行自振周期折减,在多遇和罕遇地震波作用下的动力响应以及损伤均与纯框架类似,与抗震规范的设计计算吻合,同时也可避免填充墙的破坏。 相似文献
5.
采用ALE多物质流固耦合方法模拟爆炸荷载,对门式钢框架结构在内部爆炸荷载作用下的动力响应全过程进行了计算分析。分析中考虑了爆炸源的水平爆距和放置高度对框架结构动力响应的影响。研究结果表明,当爆炸源的放置高度较低时,水平爆距对框架柱的动力响应影响较大,而对框架梁响应影响较小;当爆炸源的水平爆距一定时,框架梁的动力响应随着爆炸高度的提高而增大。通过计算结果的分析对比得到使框架结构发生最大响应的最不利爆炸位置。 相似文献
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对钢筋混凝土（RC）柱在地震作用下的变形性能进行量化，本文从太平洋地震研究中心柱数据库中收集到123根RC柱抗震性能试验数据，提出基于参数剪跨比和弯剪比的RC柱破坏形态判别标准；在弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏三种破坏形态下，研究了轴压比、剪跨比、配箍特征值等参数对位移角的显著性影响，通过回归分析归纳出三种破坏形态下屈服位移角和极限位移角的回归方程，回归系数显著性概率均小于0.05。结果表明:本文提出的RC柱破坏形态判别标准准确度高，适应性强；位移角线性回归方程具有合理性。 相似文献
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碳纤维布增强混凝土框架抗震性能的有限元分析 总被引：2，自引：1，他引：1
利用碳纤维布（CFS）对一个9层钢筋混凝土框架的底层柱进行了加固,运用有限元程序对加固前后结构的整体抗震性能进行了动力分析.分析结果表明,利用碳纤维布加固底部框架柱有助于提高框架的整体抗震性能,从而减少框架在地震作用下的最大侧移和各层间位移. 相似文献
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耗能支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究 总被引：7，自引：0，他引：7
本文通过普通钢筋混凝土框架、耗能支撑钢筋混凝土框架结构１／８比例模型的地震模拟振动台对比试验,研究两类框架结构在地震作用下的破坏形态和动力特征,揭示了耗能支撑钢筋混凝土框架结构良好的抗震性能;对试验模型进行了弹塑性时程分析,理论分析和试验结果符合较好;结合扬州电厂二期主厂房框排架结构,研究了其纵向框架结构采用耗能支撑体系时结构的抗震性能,为该类结构型式的工程应用提供依据 相似文献
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为了研究采用灌浆套筒连接装配式剪力墙结构的抗爆性能，应用显式动力分析软件LS-DYNA建立了现浇剪力墙和装配式剪力墙的有限元模型，对不同爆炸荷载下剪力墙的破坏形态和动态响应进行了模拟分析；扩充影响参数范围，进一步研究了墙体厚度和混凝土强度等级等因素对装配式剪力墙结构抗爆性能的影响。数值分析表明:对于装配式剪力墙，由于坐浆层处存在新旧混凝土的薄弱粘结面，爆炸作用下首先发生破坏，爆炸应力波聚集于坐浆层周围的墙体内部，导致局部发生脆性破坏；现浇剪力墙刚度分布比较均匀，爆炸作用下背爆面的混凝土首先被拉裂，最终发生弯曲破坏；增加墙体厚度、提高混凝土强度等级和改变炸药爆炸位置均可改善装配式剪力墙的抗爆性能。 相似文献
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耗以支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文通过普通钢筋混凝土框架、耗能支撑钢筋混凝土框架结构１／８比例模型的地震模拟震动台对比试验,研究两类框架结构在地震作用下的破坏形态和动力特征,揭示了耗能支撑钢筋混凝土框架结构良好的抗震性能;以试验模型进行了弹塑性时程分析,理论分析和试验结果符合较好;结合场州电厂二期主厂房框架结构,研究了其纵向框架结构采用耗能支撑体系时结构的抗震性能,为该类结构形式的工程应用提供依据。 相似文献
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为探讨村镇建筑低层砌体结构在大震下的动力响应及损伤分布情况,基于农居结构性能实地调查与检测,在有限元软件ABAQUS中建立了不同抗震构造措施的砌体结构有限元模型,并进行结构动力特性及大震下弹塑性时程的分析,对比它们的自振特性参数、位移响应参数及损伤破坏形态。分析表明,低层砌体结构合理设置构造柱后结构自振周期略有减小,但振型不变;在弹性变形阶段构造柱能有效约束结构的动力位移响应,进入塑性变形后构造柱可提高砌体结构的耗能能力,但值得注意的是,结构刚度退化后构造柱会加剧纵横向抗侧刚度的不均衡性;低层砌体结构合理设置圈梁构造柱可有效抑制承重横墙的裂缝发展及楼屋盖发生支座失效破坏,且可以明显削弱结构的扭转效应。 相似文献
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为了研究多层空心砌块房屋混凝土结构抗震性测试，按照1∶5缩尺比例建造空心砌块房屋混凝土结构模型进行抗震性测试实验。根据实际原型参数遵从相似理论的要求选择模型参数，通过电液伺服加载装置和液压千斤顶加载水平、垂直方向荷载，对所建造模型进行动力特性测试、地震反应分析、结构最大地震反应以及位移响应进行了实例分析。结果表明，随着破坏程度加大，模型结构自振频率随之减小，阻尼比随之增大；有芯柱多层空心砌块房屋模型的抗震效果较强；强震状态下，结构动力特性变化较大，破坏层聚集了房屋结构的最大反应；当加速度为125 cm/s时，结构最大位移为2.73 mm，低于规范值，模型结构具备一定延性。 相似文献
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基于IDA的高墩大跨桥梁地震易损性分析 总被引：2，自引：0，他引：2
针对目前我国桥梁抗震设计规范仅适用于墩高40m以下规则桥梁的现状,以一常见山区高墩大跨连续刚构桥为研究对象,采用IDA方法分析了桥梁结构在15条地震动下的动态响应,得到桥墩各截面在所有地震动作用下的曲率包络图。以高墩最不利截面的材料损伤应变所对应的截面曲率为损伤指标,结合能力需求比对数回归分析,计算了高墩在不同损伤状态下的破坏概率,建立了墩柱易损性曲线,同时还建立了梁端支座的易损性曲线。基于联合失效概率分析方法,形成了桥梁系统易损性曲线。分析结果表明:薄壁空心墩连续刚构桥在强地震作用下高墩发生破坏的部位主要集中在墩顶和墩底区域;墩柱发生完全破坏的概率极小,但桥台处梁端活动支座的地震损伤概率较高;桥梁系统损伤概率能够更加准确地反映高墩大跨桥梁的真实抗震性能。 相似文献
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This paper focuses on the propagation and dynamic effects of blast waves in faulted rock masses. A coupled method combining UDEC and LS-DYNA is presented whereby the explosion process is simulated by LS-DYNA while the wave propagation and its dynamic effects in rock masses with faults are modeled by UDEC. The blast-induced crack evolution and failure zone distribution in faulted rock masses are explored using the proposed coupled method. The relationship between rock failure and fault parameters such as dip, stiffness and friction are also investigated. The results indicate that the coupled method is feasible and effective for evaluating explosion in discontinuous rock system and the existence of faults exerts significant influence on the pattern of rock masses failure. 相似文献
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Qi Zhang Da-chao Lin Chun-hua Bai Yan-yi Guo 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2004,24(7):519-525
For an explosion resource, to evaluate its damage power to ground surface targets is an important problem. Two direct methods, measuring of air shock wave pressures generated by explosion and experimental observation of simulation target damage, are usually used to appraise this blast damage power. However, the measuring system of air shock wave pressures is not only very complex, but there are some problems to gauge the pressure sensors and the measured pressures often exhibit a strong scatter of data. In a simulation way, the used targets, easily damaged by explosion action, are not used once again so that there is the waste of materials. A measuring system of explosion seismic waves, with the characteristics being stable in operation and convenient to arrange the sensors of seismic waves, cannot be easily damaged in the process of experiment. If the explosion seismic strength is able to reflect the damage effects of explosion resources to ground surface targets, it is possible to suggest a new evaluation method based on the seismic effect, which, to large extent, will overcome the drawbacks of those two methods mentioned above. In this work, the potential of this new method is investigated experimentally. The experimental results show that under the identical ground-layer state and within a definite distance range, it is available to employ the explosion seismic effect to evaluate the damage power of explosion resources to ground surface targets. 相似文献
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Study on the effect of the infill walls on the seismic performance of a reinforced concrete frame 总被引：1，自引：0，他引：1
Motivated by the seismic damage observed to reinforced concrete (RC) frame structures during the Wenchuan earthquake, the effect of infill walls on the seismic performance of a RC frame is studied in this paper. Infill walls, especially those made of masonry, offer some amount of stiffness and strength. Therefore, the effect of infill walls should be considered during the design of RC frames. In this study, an analysis of the recorded ground motion in the Wenchuan earthquake is performed. Then, a numerical model is developed to simulate the infill walls. Finally, nonlinear dynamic analysis is carried out on a RC frame with and without infill walls, respectively, by using CANNY software. Through a comparative analysis, the following conclusions can be drawn. The failure mode of the frame with infill walls is in accordance with the seismic damage failure pattern, which is strong beam and weak column mode. This indicates that the infill walls change the failure pattern of the frame, and it is necessary to consider them in the seismic design of the RC frame. The numerical model presented in this paper can effectively simulate the effect of infill walls on the RC frame. 相似文献