落石冲击作用下钢-混凝土组合梁上砂垫层的耗能性能

摘要

为了研究落石冲击作用下钢-昆凝土组合梁上覆盖砂垫层的耗能性能,进行了6根梁的模型试验和25根梁的SPH-FEM分析.试验选取混凝土圆台的落体冲击能和级配中砂垫层的厚度作为研究参数.对SPH-FEM计算结果进行统计,得到这类组合梁的冲击能量耗散与落体冲击能、垫层厚度之间的关系式.研究表明,在垫层厚度适中的情况下,垫层能量耗散效率随着落体冲击能的增大而提高.级配砂垫层厚度为1/20～ 1/10的梁跨度时,可以明显减小钢筋混凝土面板的最大裂缝宽度和组合梁的最大挠度.当砂土垫层厚度相同(组合梁跨度的1/40 ～ 1/8),砂土耗能与落体冲击冲击能成正相关.当落体冲击能相同时,砂土垫层耗能与砂土垫层厚度(组合梁跨度的1/40 ～1/8)成正相关.落体冲击能、砂土垫层厚度相互作用时对砂土垫层的能量耗散效率的影响最大.通过回归统计得到的公式可以通过不同厚度的砂土垫层和落体冲击能计算出砂土消耗的能量.