预应力钢筋混凝土梁在爆轰条件下的动力行为研究

摘要

随着我国城市建设飞速发展，底下商场、底下停车场和地下娱乐场等地下大跨度建筑越来越多，这些地下工程由于跨度大，若仍采用传统的钢筋混凝土结构，则很难抵抗爆炸等引起的冲击荷载，结构内的人员安全，和设备安全难以得到保障。采用普通的钢筋混凝土结构则需扩大几何尺寸，增加基坑的开挖深度，而这经常受到场地和资金的限制，并将使工程的有效空间减小。预应力混凝土结构具有截面尺寸较小，挠跨比低，抗裂性能好，经久耐用，空间利用率高和综合经济效益显著等优点，更适合用于大跨度结构。但是迄今为止国内外在预应力混凝土结构抗爆性能方面的研究开展的很少，人们担心预应力混凝土结构延性差、易发生脆性破坏，所以长期以来关于预应力混凝土在抗暴结构中的应用的研究比较缺乏，因此开展预应力混凝土结构抗暴性能研究十分必要。
　　 本文通过ANSYS模拟预应力混凝凝土梁的静载过程和模态实验，并用LS—DYNA软件模拟预应力混凝土梁在爆轰条件下的动力响应，对比实验结果和数值计算结果，得出了不同粘结形式混凝土梁变形的一般规律。并且对比了不同粘结形式预应力混凝土梁在承载力、挠度和延性比之间的区别，找到了适合不同建筑要求的梁的粘结形式。还探究了在数值模拟过程中，选取不同参数和控制条件时，计算结果与实验结果的相似程度。最终结果显示:数值模拟的结果与实验结果吻合度很高，并能为实验结果提供参考和补充，在以后因为试验条件、构建数量以及实验资金等限制，带来的无法通过实验得到数据的问题，提供了一个新的解决途径，并初步发现了预应力混凝土梁在冲击荷载作用下变形的机理。

目录

声明

第一章 绪论

1．1 本文研究背景与意义

1．2 预应力混凝土结构概述

1．2．1 预应力结构的发展

1．2．2 预应力混凝土的概念

1．3 预应力度的定义

1．4 预应力混凝土的优缺点

1．4．1 全预应力混凝土的缺点

1．4．2 部分预应力混凝土的优点

1．5 预应力混凝土材料的动力性能

1．6 不同粘结形式预应力混凝土梁的施工工艺

1．7 预应力混凝土动力性能国内外研究现状

1．7．1 国外预应力混凝土动力性能研究现状

1．7．2 国内预应力混凝土动力性能研究现状

1．8 本文研究的主要内容

第二章 预应力梁在静载作用下的力学性能分析

2．1 分析目的

2．2 试验方案及试件尺寸

2．3 试件制作

2．3．1 钢筋笼制作

2．3．2 混凝土的浇注

2．4 数值分析与试验结果比较

2．4．1 张拉时梁的变形规律

2．4．2 加载时预应力混凝土梁的变化规律

2．5 本章小结

第三章 预应力混凝土梁模态计算分析

3．1 预应力混凝土结构模态分析

3．2 数值模拟结果与试验结果分析对比

3．2．1 张拉前后预应力混凝土模态对比

3．2．2 混凝土等级及梁的刚度对预应力混凝土梁模态的影响

3．3 本章小结

第四章 预应力混凝土梁在爆轰条件下的数值模拟分析

4．1 预应力混凝土梁的有限元模型建立

4．1．1 单元的选取

4．1．2 预应力混凝土梁有限元模型

4．1．3 预应力钢筋的模拟

4．2 对比预应力混凝土梁有限元分析结果以及试验结果

4．2．1 选取计算模型与参数

4．2．2 计算分析结果与试验结果对比

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 本文主要结论

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢