冲击荷载作用下钢筋混凝土梁力学特性
Numerical Study on Mechanical Properties of Reinforced Concrete Beams under Impact Loads
浏览量:
关键词：
RC梁；冲击荷载；力学特征；数值模拟；破坏形态
Key words：
RC beam; Impact load; Mechanical property; Numerical simulation; Failure mode
刊期：
2020年1期 No.285 P73-77+91
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2020.01.073.06
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金（51479036）
作者：
葛文慧
单位：
山西职业技术学院，太原 030006
摘要
摘要：为研究RC梁在冲击荷载作用下的力学特性，以混凝土强度、纵筋与箍筋配筋率、冲击体的冲击速度以及RC梁的跨度为主要参数对RC梁在冲击作用下的力学性能进行了数值分析，通过与已有试验结果对数值模型进行标定，获取了冲击力时程曲线、位移时程曲线以及破坏形态，验证了数值结果的正确性。分析结果表明，混凝土强度主要影响RC梁的破坏形态；纵筋配筋率对RC梁跨中位移影响较大；冲击体速度会同时对RC梁的破坏区域和跨中位移产生影响；RC梁跨度不仅会改变梁跨中位移也会改变梁的振动频率与反弹速度。
Abstract: In order to study the mechanical properties of RC beams subjected to impact loads, the mechanical properties of RC beams subjected to impact loads were numerically analyzed by taking concrete strength, ratio of longitudinal reinforcement to stirrup reinforcement, impact velocity of impact body and span of RC beams as main parameters. The numerical models were calibrated with the existing experimental results, and the impact force time history curve, displacement time history curve and breakage were obtained, and the correctness of the numerical results was verified. The results show that the concrete strength mainly affects the failure mode of RC beams. The reinforcement ratio of longitudinal bars has a great influence on the mid-span displacement of RC beams. The impact velocity also affect the damage area and mid-span displacement of RC beams. The span of RC beams can not only change the mid-span displacement of beams, but also change the vibration frequency and rebound speed of beams.
结论
（1）混凝土强度的改变对RC简支梁的跨中位移和受到的冲击力没有显著影响，但对梁的破坏形态有明显的影响。
（2）在RC简支梁受到的冲击能量不变的情况下，冲击体速度越快，梁的局部破坏越严重，而梁的整体响应越小。在冲击速度为12.89 m/s时，RC梁出现了混凝土的结痂破坏。
（3）RC简支梁配筋的变化对其最初受到的冲击力影响很小，但对随后的冲击力有明显影响；梁跨中位移随纵筋配筋率的提高而减小，但受梁箍筋配筋率的影响较小。
（4）RC简支梁跨度的变化对其最初受到的冲击力影响很小，但对随后的冲击力有明显影响；梁跨中位移随跨度的减小而减小，短跨梁的线刚度更大、自振频率更高，受到冲击荷载作用后的反弹更快，振动持时也更长。
参考文献
[1] 李智,胡开赢,霍静思,曾翔.冲击受损RC梁残余力学性能试验[J].建筑科学与工程学报,2017,34(5):147-153.
[2] 赵世煜,王月华,陈建武,张亚梅.纤维增强免蒸汽养护PHC管桩混凝土的力学与抗冲击性能研究[J].混凝土与水泥制品,2017(9):39-43.
[3] 王春光,王建武,张勇.聚丙烯腈纤维混凝土抗冲击性能试验研究[J].混凝土与水泥制品,2017(6):49-52.
[4] PHAM T M,HAO H.Behavior of fiber-reinforced polymer-strengthened reinforced concrete beams under static and impact loads[J].International Journal of Protective Structures,2017,8(1):3-24.
[5] 巩玉发,段劲松,段圣允.冲击荷载下型钢混凝土梁的动态响应及破坏模式仿真分析[J]混凝土与水泥制品,2018(3):71-75.
[6] 赵武超,钱江.冲击荷载下钢筋混凝土梁局部响应特征研究[J].湖南大学学报:自然科学版,2019,46(3):25-32.
[7] 姜华,贺拴海,王君杰.钢筋混凝土梁冲击试验数值模拟研究[J].振动与冲击,2012,31(15):140-145.
[8] 赵武超,钱江,张文娜.冲击荷载下钢筋混凝土梁的性能及损伤评估[J].爆炸与冲击,2019,39(1):111-122.
[9] 刘飞,罗旗帜,蒋志刚.低速冲击下RC梁的动态响应和破坏机理研究[J].工程力学,2015,32(5):155-161.
[10] HAO Y,HAO H,JIANG G P,et al.Experimental confirmation of some factors influencing dynamic concrete compressive strengths in high-speed impact tests[J].Cement and Concrete Research,2013,52(Complete):63-70.
[13] 钱七虎,王明阳.高等防护结构计算理论[M].苏州:江苏科学技术出版社,2009.
[12] 盛利.爆炸作用下钢筋混凝土梁动力响应数值模拟[D].湖南:湖南大学,2007.
引用本文
葛文慧.冲击荷载作用下钢筋混凝土梁力学特性数值研究[J].混凝土与水泥制品,2020(1):73-77+91.
GE W H.Numerical Study on Mechanical Properties of Reinforced Concrete Beams under Impact Loads[J].China Concrete and Cement Products,2020(1):73-77+91.
上一个： 铝酸盐水泥基砂浆抗分散性研究
下一个： 无
相关文件