高强混凝土rc梁冲击试验研究及其数值模拟

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1、学校代号10532学号S1301W1010分类号TU-3密级公开工程硕士学位论文高强混凝土RC梁冲击试验研究及其数值模拟学位申请人姓名郅中方培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称肖岩教授谭丁高工学科专业建筑与土木工程研究方向结构抗冲击性能研究论文提交日期2015年5月30日学校代号：10532学号：S1301W1010密级：公开湖南大学工程硕士学位论文高强混凝土RC梁冲击试验研究及其数值模拟学位申请人姓名：郅中方导师姓名及职称：肖岩教授谭丁高工培养单位：湖南大学土木工程学院专业名称：建筑与土木工

2、程论文提交日期：2015年5月30日论文答辩日期：2015年6月2日答辩委员会主席：李正农教授ExperimentalstudyandnumericalsimulationofhighstrengthconcreteRCbeamunderimpactloadbyZHIZhongFangB.E.(HunanUniversity)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineer

3、inginArchitecturalandCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXIAOYan,SeniorEngineerTANDingMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重耍贡献的个人和集体

4、，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；勺日期：Ｗ巧月＞日７＾）学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可（＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可レッ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书。＿＿２．不保

5、密回。请在＂＂Ｗ上相应方框内打Ｖ（）作者签名；妥令日期；＾／支年月１１／日＾导师签名：二日期：年月）レ曰＾高强混凝土RC梁冲击试验研究及其数值模拟摘要近几年来，国内外恐怖袭击及恶性爆炸事件给世界范围内的人民生命财产安全带来灾难性的威胁。除此之外，自然灾害如地震、海啸、泥石流及其产生的次生灾害在毁坏建筑物的同时对人们的生命财产安全同样造成巨大危害。由于全世界范围内建筑物多采用钢筋混凝土结构，因此钢筋混凝土结构在冲击荷载下力学行为及破坏特征研究很有必要。作为结构的重要受力构件，钢筋混凝土

6、梁在设计时应适当考虑冲击、爆炸等荷载的影响。钢筋混凝土梁在冲击荷载下破坏形态及混凝土裂缝发展模式在以往的研究中已经得到基本体现。但随着高强混凝土在结构中应用的发展，对高强混凝土RC梁的冲击性能研究需要进一步深入。本文在此基础上重点对高强混凝土RC梁的抗冲击行为进行研究，为此设计了一组高强混凝土RC梁。试验研究了不同因素下梁在冲击荷载下的抗冲击能力、冲击力、支座反力、跨中位移、裂缝发展模式及破坏形态。本文利用落锤试验模拟冲击荷载对梁进行试验。试验变量包括配箍率、冲击能量、混凝土强度等。同时利用高速摄影

7、机对试验中破坏过程进行了全程影像记录。落锤试验中，通过仪器获得高强混凝土RC梁在冲击荷载下跨中位移时程、冲击力时程、支座力时程、钢筋混凝土梁纵筋及箍筋应变时程曲线，得到梁沿长度方向的应变分布。试验结果表明：配箍率与混凝土等级的差异可改变钢筋混凝土梁裂缝产生机制。配箍率的提高可有效减小梁跨中位移峰值。在冲击试验基础上，本文利用显式动力有限元分析软件LS-DYNA，对高强混凝土RC梁冲击试验进行了数值仿真分析。模拟结果表明有限元模型与试验结果拟合情况良好，其中试验梁在冲击荷载下的跨中位移、冲击力、支座力

8、时程曲线能做到很好的预测。但混凝土材料模型的部分缺陷对高强混凝土RC梁的破坏特征并不能做到精确预测，需要进一步完善与研究。同时利用数值模拟分析模型对混凝土强度、落锤重量、冲击速度、配箍率的具体影响进行参数分析。关键词：高强混凝土RC梁；冲击荷载；时程曲线；裂缝分布；LS-DYNA；显式动力分析；参数分析II工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,terroristattacksandseriousexplosionsareposinganincre