圆钢管再生镍铁渣混凝土柱冲击性能试验

为研究掺镍铁渣钢管再生混凝土柱抗冲击性能,以粗骨料替代率、轴压比、落锤质量及冲击能量为变化参数,设计并制作了11根圆钢管再生混凝土柱。通过落锤冲击试验,得到了试件的破坏形态、位移时程曲线及冲击力时程曲线,研究了轴压比、粗骨料取代率、冲击能量和落锤质量对钢管再生混凝土柱侧向冲击性能的影响。结果表明:钢管再生混凝土柱抗冲击性能良好,能量吸收率基本恒定在67%左右;与取代率为0%相比,再生粗骨料取代率为30%时,试件跨中挠度平均降低8.9%;再生粗骨料取代率为70%时,试件跨中挠度平均降低11.4%;随着冲击能量的增加,试件跨中残余位移显著增大;轴压比在0~0.4以内,轴向力对钢管再生混凝土抗冲击性能有提高作用;落锤质量由330 kg增加至430 kg,冲击持续时间增加16%;套箍系数增大,跨中挠度减小。

带肋焊接工字钢梁横向抗冲击性能研究

为研究焊接工字钢梁的抗冲击性能,以冲击质量、冲击高度及构造形式为变化参数,设计了9根焊接工字形钢梁试件进行落锤冲击试验,获得了钢梁的变形形态、冲击力时程曲线和位移时程曲线,研究了冲击高度、冲击质量和构造形式对焊接工字钢梁横向抗冲击性能的影响。结果表明:焊接工字钢梁具有良好的耗能能力,能量吸收率平均为76.62%左右;与无肋焊接工字钢梁相比,带肋间距为600 mm的钢梁,试件跨中挠度平均降低6.9%;带肋间距为300 mm的钢梁,试件跨中挠度平均降低11.6%;同一构造形式试件随冲击高度的增加,冲击力平台值不断减小;同一冲击能25.1 kJ下,带肋间距为300 mm试件与带肋间距为600 mm试件相比,峰值冲击力增幅约1%;冲击质量由330 kg增大至430 kg,冲击持续时间增加约46.4%。利用有限元软件ABAQUS对受冲击钢梁进行计算分析,分析结果与试验结果吻合良好。

钢管再生混凝土柱侧向冲击作用的机理分析及惯性力研究

运用ABAQUS/Explicit有限元软件对圆钢管再生混凝土柱侧向冲击作用进行数值模拟。通过与落锤冲击试验结果对比验证有限元模型的合理性。研究冲击过程中钢管再生混凝土柱受力机理及惯性力分布,分析不同冲击速度、冲击质量、边界条件和截面含钢率对柱惯性力分布的影响。结果表明:所建立的有限元模型能很好地吻合落锤冲击试验结果;冲击过程中柱固支端钢管先出现损伤,随后跨中受拉侧钢管损伤,固支端核心再生混凝土受拉侧先开裂,随后是跨中冲击附近再生混凝土开裂;冲击质量、边界条件对柱惯性力分布影响较小,冲击速度是影响惯性力分布的关键因素,冲击速度由5m/s增加至20m/s,冲击力峰值时惯性力由486.24kN增加至1266.06kN,增加160%,惯性力沿柱分布图呈“弓箭”形状。

冲击作用下带肋焊接工字钢梁动力响应和损伤研究

为研究冲击作用下焊接工字钢梁的动力响应和损伤,采用有限元软件Abaqus对不带肋和带肋三种构造形式的焊接工字钢梁在冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟分析。通过与落锤试验结果对比,验证有限元模型的合理性。建立27个模型对冲击荷载作用下焊接工字钢梁的动力响应和损伤进行研究,分析了冲击质量、冲击速度、构造形式对焊接工字钢梁动力响应的影响,并分析其加速度响应和损伤程度。研究结果表明:随冲击速度增加,同一构造形式的钢梁其冲击力峰值和跨中残余位移增大;冲击质量对钢梁的峰值冲击力影响不大,但对其跨中位移影响明显;对于不同带肋间距的钢梁,其侧向位移和跨中残余位移随加劲肋间距的减小而明显减小;带肋钢梁的侧向位移比无肋钢梁小;带肋钢梁比无肋钢梁更有利于减小其跨中加速度,从而减小惯性力;基于最大位移评估指标建立以冲击质量、冲击速度为主控影响参数的损伤等级评估曲线,根据冲击质量、速度的组合点所在损伤等级评估曲线的位置,可快速判定冲击后焊接工字钢梁的损伤等级。