爆炸作用下RPC加固RC柱动态响应及损伤评估研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panda_chris
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国既有建筑面积超过600亿平米,既有建筑加固改造需求逐年增长,活性粉末混凝土(RPC)强度高、耐久性高、韧性强而逐步应用于既有建筑加固中。近年来恐怖袭击等爆炸事故时有发生,随着加固改造建筑面积比例逐年增长,加固后钢筋混凝土结构遭遇爆炸风险升高,因此活性粉末混凝土加固钢筋混凝土柱抗爆性能受到关注。本文针对RPC加固钢筋混凝土柱的动态响应及损伤程度评估开展了以下研究工作:(1)基于ANSYS/LS-DYNA分别建立了RC柱、RPC柱、RPC-RC柱抗爆性能有限元模型,并与试验结果进行对比,验证了模型的正确性。研究了分别采用混凝土、RPC加大截面法加固RC柱的动态响应,基于残余轴压承载力准则确定了柱的损伤指数D,对比了两种加固柱的抗爆性能,结果表明:两种加固柱的最大变形、损伤指数D较RC柱均降低;相同工况下RPC加固RC柱跨中的最大变形较混凝土加固RC柱降低20%,破坏模式上,混凝土加固RC柱发生弯剪破坏,RPC加固RC柱发生弯曲破坏。(2)研究了RPC加固层参数(RPC厚度、RPC强度、纵筋配筋率、配箍率)、柱截面形式、轴压比、炸药位置对RPC-RC柱动态响应及损伤程度的影响,结果表明:RPC加固后柱的破坏模式由弯剪破坏转变为弯曲破坏,这主要是RPC-RC柱动态抗剪承载力的提高幅度大于抗弯承载力的提高幅度所致。RPC厚度由20mm增至40mm时,柱跨中最大变形降低15%左右;当厚度40mm时,柱跨中最大变形随RPC强度(145MPa-215MPa)增大降低12%左右;纵筋配筋率在0.52%-1.17%时,柱跨中最大变形随配筋率增大降低15%左右;配箍率在0.14%-0.56%时,柱跨中最大变形随配箍率增大降低8%左右。轴压比大于0.3时爆炸作用下RPC-RC柱会发生垮塌破坏,轴压比小于0.3柱未发生垮塌破坏,采用RPC加固将柱轴压比控制在0.3以内可避免柱的垮塌破坏;圆柱直径与方柱边长相同时(圆柱为方柱的内切圆),圆柱更利于爆炸冲击的绕射,当二者轴压承载力相同时,圆柱的跨中变形更小。(3)基于残余轴压承载力损伤准则,采用简化数值法建立了RPC-RC柱P-I曲线,研究了RPC加固层参数、柱尺寸(柱高、柱截面宽度、柱截面高度)、混凝土抗压强度、纵筋配筋率、配箍率对RPC-RC柱P-I曲线的影响,结果表明:超压渐近线P0、冲量渐近线I0随RPC加固层参数(RPC厚度、RPC强度、纵筋配筋率)增大而增大15—25%。基于P-I曲线参数分析结果,采用非线性回归法得到P0及I0的计算公式,并验证了计算公式正确性。将P0及I0的计算值代入基于大量数值模拟得到的目标函数建立损伤评估方法(P-I曲线图),为任意爆炸作用下RPC-RC柱的损伤程度评估提供手段。
其他文献
当前高铁设计中,高铁桥梁的占比越来越大,所以高速铁路设计的重点之一就是高铁桥梁布跨方案的设计。在传统的布跨方案设计中,由于设计路线公里数长,需要跨越的控制点数量多,很容易在人工设计时产生碎跨,同时考虑到高铁桥梁安全性、美观性等要求,设计人员很难将上百个桥跨设计合理,因此迫切需要研究基于人工智能算法的智能布跨设计方法。本文提出了Alpha Go启发下的高铁桥梁布跨优化算法,主要研究内容为:提出基于A
学位
学位
学位
作为一门与生命息息相关的课程,生物学在深化学生对生命的认知与理解方面发挥着重要作用。在核心素养导向下,要提高初中生的生物课程学习质量,教师首先要做好概念教学工作,通过概念教学来引导学生学习,使其在观察、分析及探索中掌握生物学概念,了解生物学概念背后所蕴含的学科规律与基本原理,从而提高学生的核心素养。
期刊
学位
学位
学位
学位
学位
针对热轧箍筋在约束混凝土达到峰值压应力之后,有的在荷载下降到50%峰值荷载以下破断,而有的在下降到50%峰值荷载以上就破断的现象,研究不同强度热轧箍筋的破断规律,并结合箍筋破断规律给出螺旋箍筋约束混凝土受压应力-应变关系模型,同时分析螺旋箍筋约束混凝土在峰值压应力下箍筋能够屈服的体积配箍率下限值,具有重要的理论意义和实用价值。本文主要研究的内容如下:(1)完成了39根螺旋箍筋约束混凝土柱(非约束混
学位