侧向冲击作用下圆钢管混凝土构件的数值模拟分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第27卷第1期建筑科学与工程学报Vo1．27NO．12010年3月Journa1OfArchitectureandCivilEngineeringMar．2O1O文章编号：1673-2049(2010)01-0089—08侧向冲击作用下圆钢管混凝土构件的数值模拟分析瞿海雁，李国强h。，孙建运，陈素文。(1．同济大学土木工程学院，上海200092；2普渡大学工程学院，印第安纳拉斐埃特IN47907；3．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海2OO092；4．新加坡凯斯防护科技集团，新加坡15

2、9361)摘要：首先利用LS—DYNA程序对一圆钢管混凝土构件落锤冲击试验进行数值模拟；然后对1根两端固支的钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的动力响应进行分析，模拟过程中混凝土采用能较好模拟复杂试验结果的CONCRETE—DAMAGE—REL3模型，钢管采用随动硬化模型，同时通过共用节点方法模拟钢管和混凝土之间的相互作用，通过面面接触方式模拟冲击体与构件之间的接触作用；最后对两端固支的钢管混凝土构件在不同条件下的动力响应进行比较和分析，得到了冲击体动能、冲量对构件变形、支座和跨中内力的影响。结果表明：试验结果与数值模拟结果符合较

3、好，采用该数值模拟方法可以很好地模拟圆钢管混凝土构件在侧向冲击荷载作用下的动力响应。关键词：圆钢管混凝土；侧向冲击作用；动力响应；数值模拟；LS—DYNA程序中图分类号：TU375文献标志码：ANumericalSimulationAnalysisofCircularConcrete。filledSteelTubeSpecimenUnderLateralImpactQUHai—yan，LIGuo—qiang。，SUNJian—yun，CHENSu—wen。(1_SchoolofCivilEngineering，TongJiUn

4、iversity，Shanghai200092，China；2．SchoolofEngineering，PurdueUniversity，WestLafayetteIN47907，Indiana，USA；3．StateKeyLaboratoryforDisasterReductioninCivilEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；4．K&CProtectiveTechnologiesPteLtd，Singapore159361，Singapore)Abstrac

5、t：Firstly，thenumericalsimulationofacircularconcrete—filledsteeltubespecimenunderdropimpactwascarriedoutbyusingLS—DYNAprogram．Then，thedynamicresponseofafixed—endconcrete—filledsteeltubespecimenunderlateralimpactwasanalyzed．Intheanalysis，thematerialmodel，C0lNCRETEDAMA

6、GE—REL3，whichcouldgivearobustdescriptionof—complexconcrete1aboratoryresponse，waschosentomakeconcretemode1．Steelwassimulatedbykinematicalhardeningmodelandtheinfluenceofstrainratewasalsotakenintoaccountforbothconcreteandstee1．Commonnodewastakentosimulatetheinteraction

7、oftheoutersteeItubewiththecoreconcreteandthesurfacetosurfacecontactmodelwasusedtomodelthecontactfunctionbetweenimpactbodyandthespecimen．Finally，thedynamicresponseofafixed—endconcrete—filledsteeltubespecimenwascomparedandanalyzedunderdifferentconditions．Theinfluenceo

8、ftheimpulseandkineticenergyoftheimpactbodyonthedeformationofthespecimen，theinternalforcesoftheendcrosssection。themid—spancrosssectionofthe