泥石流冲击作用下钢网格结构的动力响应研究

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宕昌县红河沟一带部分地区易发生稀性泥石流,其中大石块含量较多,需要选用合理的拦挡结构防治,同时沿沟道修建的建筑位于防护范围以外,会受到大石块冲击的危害。本文以空间网格拦挡坝和多层钢框架建筑结构为研究对象,运用数值模拟方法,研究大块石冲击作用下结构的动力响应,并探讨两类结构的动力响应和参数之间的关系。  根据拦挡坝的承载力需要,提出了受力合理的新型空间网格拦挡体系,选用粒径为1.5m的块石冲击钢框架建筑结构不同位置,研究两类结构的动力响应。得到以下结论:  (1)钢网格拦挡结构不同位置的动力响应差别较大。顶端梁是结构中最薄弱的部位。节点及后部节点的动力响应与支撑角度有关。节点和后部节点受到冲击时,支撑的受力最大,对梁、柱起到保护作用。  (2)钢网格拦挡结构能够抵抗多块石冲击。在保持支撑角度基本一致的情况下,改变结构的网格尺寸,结构的强度和刚度随着网格尺寸的增加而减小。新型钢网格结构不仅适用于泥石流拦挡坝整体高度(包括基础高度)为10m以下的低坝,满足结构抗冲击要求,而且还适用于泥石流拦挡坝整体高度为10m-30m的中高坝。  (3)多层钢框架建筑结构不同位置的动力响应差别较大。边跨处节点的刚度和强度小于中间跨节点。底层柱子最容易发生破坏。冲击所引起结构的动力响应具有局部性。随着钢框架建筑结构层高的增加,结构节点、柱子的刚度和强度都逐渐减小,节点处的变化幅度较大。  本文的研究分析结果可为空间网格拦挡结构同类型的结构设计提供参考,还能为提高钢框架建筑结构抗冲击能力提供参考依据。
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