钢筋混凝土桩基梁板码头爆炸毁伤及抢修技术研究

摘要

本文为了解钢筋混凝土桩基梁板码头在爆炸下的毁伤形态，认识用于抢修的方钢管混凝土和钢—混凝土组合板的力学性能，为码头爆炸毁伤的评估和抢修提供依据，进行了钢筋混凝土桩基梁板码头模型的模拟爆炸试验研究、钢管初应力对方钢管混凝土力学性能影响的试验研究以及新型钢—混凝土组合板的试验研究。 模拟爆炸试验共12个模型，其中野外爆炸试验3组9个模型，分别模拟炸弹在码头面板跨中、横梁跨中和梁板桩节点处三个部位爆炸时码头的破坏情况；实验室爆炸试验共3个模型，分别模拟炸弹在梁板及基桩上爆炸时码头的破坏情况。详细描述了码头产生的爆炸破坏效应，并进行了定性和定量分析。利用数值计算方法研究了MK82、MK83在不同部位侵彻钢筋混凝土桩基梁板码头时的破坏效应以及在不同部位爆炸时的破坏效应，数值计算结果与模型试验现象有较好的一致性。 方钢管混凝土力学性能试验共14个模型，分有和无钢管初应力。通过试验，深刻认识了构件的受力性能和破坏形态。试验结果表明，在有初应力的情况下，初应力系数、荷载偏心率、长细比等对构件的承载力有显著影响。在试验的基础上，应用ANSYS进行了有限元分析，通过改变影响参数，对比分析了有和无初应力条件下方钢管混凝土构件的受力性能。根据试验和ANSYS分析结果，提出了考虑初应力影响的方钢管混凝土构件承载力的简化计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。 提出了带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板这一新型组合板，型钢加劲肋分别采用工字钢、矩形钢管和由工字钢剖分而成的T形钢三种形式，进行了9块组合板的力学性能试验。组合板的正截面承载力可按基于修正平截面假定的极限状态计算，变形可在按现行钢结构设计规范计算的基础上，加上考虑界面滑移影响的附加变形值予以修正，计算结果与试验结果吻合较好。在试验基础上，还对典型组合板进行了非线性全过程分析，其中包括极限荷载、挠度和应变分布，与试验结果吻和较好。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究动态

1.3本文主要工作，研究内容和方法

第二章钢筋混凝土桩基梁板码头爆炸破坏效应的模拟试验

2.1试验模型概况

2.2野外模爆试验结果与分析

2.3试验室模爆试验结果与分析

2.4模拟试验研究结论

第三章破坏效应数值模拟分析的基础

3.1侵彻与爆炸问题研究综述

3.2数值计算理论基础

3.3ANSYS/LS-DYNA程序介绍

第四章爆炸破坏效应数值模拟研究

4.1本构模型

4.2钢筋混凝土梁板码头爆炸破坏效应模型试验对比研究

4.3MK82对钢筋混凝土桩基梁板码头接触爆炸破坏效应数值计算

4.4MK83对钢筋混凝土桩基梁板码头接触爆炸破坏效应数值计算

4.5爆炸效应数值模拟分析结论

第五章侵彻效应数值模拟研究

5.1计算模型的建

5.2MK82侵彻混凝梁板结构计算结果

5.3MK83侵彻混凝梁板结构计算结果

5.4侵彻效应数值模拟分析结论

第六章钢管初应力对方钢管混凝土构件受力性能影响的试验研究

6.1试验概况

6.2试验结果

6.3试验结果分析

6.4承载力实用验算方法

6.5试验研究结论

第七章钢管初应力对方钢管混凝土构件受力性能影响的非线性有限元分析

7.1材料本构关系

7.2建模及加载计算

7.3有限元计算结果与试验结果的对比分析

7.4初应力影响的参数分析

7.5初应力对构件承载力的影响系数

7.6有限元分析结论

第八章带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板研究

8.1试验概况

8.2试验分析

8.3承载力计算

8.4变形计算

8.5非线性有限元分析

8.6组合板研究结论

第九章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢