【摘 要】
:
抵抗大型商用飞机或其他飞射物撞击是核电厂核安全相关混凝土结构设计中需要考虑的问题。飞机撞击或飞射物撞击本质上是一种平面外的动力冲切作用,需要研究的内容包括冲切、侵彻和耗能等。目前钢筋混凝土结构抗冲切方面的研究主要针对的是建筑结构中的板柱节点(无梁楼盖)和独立基础,这些结构的配筋方式与核电厂的钢筋混凝土结构有很大差别,现有的抗冲切计算公式不能直接用于核电厂钢筋混凝土结构抗冲击性能的分析和预测。就钢筋
论文部分内容阅读
抵抗大型商用飞机或其他飞射物撞击是核电厂核安全相关混凝土结构设计中需要考虑的问题。飞机撞击或飞射物撞击本质上是一种平面外的动力冲切作用,需要研究的内容包括冲切、侵彻和耗能等。目前钢筋混凝土结构抗冲切方面的研究主要针对的是建筑结构中的板柱节点(无梁楼盖)和独立基础,这些结构的配筋方式与核电厂的钢筋混凝土结构有很大差别,现有的抗冲切计算公式不能直接用于核电厂钢筋混凝土结构抗冲击性能的分析和预测。就钢筋混凝土墙的抗冲击而言,分析方法包括有限元方法、理论分析方法和经验公式法。有限元方法建模复杂,模拟工作量大;经验公式过于简单,不能反映钢筋混凝土墙抗冲击和抗侵彻的机理,也不能反映墙的细部构造;理论分析方法采用简化的动力分析模型,概念清楚,能抓住钢筋混凝土墙的抗冲击机理和主要特点,计算复杂性低于有限元方法,比经验公式法合理,是值得发展的方法。本文结合我国新型核电堆型高温气冷堆的特点,以板代墙,对核电厂房钢筋混凝土墙的抗冲切和抗冲击性能进行了试验研究和理论研究。主要研究内容和结论如下:(1)设计并完成9块配置抗剪钢筋和9块未配置抗剪钢筋钢筋混凝土板的冲切试验,试验变量包括抗剪钢筋、纵向钢筋配筋率和板厚,试验过程中测量和记录了荷载、板中心点位移、钢筋应变和裂缝形态。结果表明:配置抗剪钢筋显著提高了板的延性和变形能力,使板由典型的冲切破坏向弯冲破坏转变,同时板的抗冲切承载力也有所提高;纵筋配筋率越高,板的峰值承载力和残余承载力越大;板的抗冲切强度与板的厚度呈正相关关系。(2)基于刚塑性理论并结合本文冲切试验结果,建立了板的冲切破坏分析模型,提出了板考虑抗剪钢筋、纵筋配筋率的峰值承载力和残余承载力计算公式,公式计算结果与试验结果符合性较好。在此基础上,建立了描述板冲切破坏全过程的三段式简化荷载-位移模型:第一段为荷载达到板峰值承载力之前的弹性阶段;第二段为混凝土退出工作的阶段,该阶段荷载主要由抗剪钢筋承担;第三段为纵向钢筋以悬链形式提供板的残余承载力的阶段。与试验结果对比表明,本文模型计算的荷载-位移曲线与试验得到的荷载-位移曲线吻合较好。(3)基于结构刚塑性理论和动力学理论,建立了“硬”飞射物冲击作用下板的简化动力响应分析模型,并提出了相应的计算公式和计算流程。分析结果表明:当峰值冲击力大于2倍板的静极限承载力时,板的变形机构与静态变形机构不再相同;冲击作用下刚塑性板的动态响应分为滑移阶段和共同运动阶段两个阶段,滑移阶段产生的相对滑移总量即为侵彻深度,共同运动阶段系统的初始动能将会完全转化为塑性铰线的耗能。冲击力条件不同,板的变形模式和破坏模式也不同。利用从文献收集的试验数据对本文模型进行验证,表明模型能够有效地判定板的冲击破坏模式。
其他文献
随着可靠性理论被引入到岩土工程问题中,可靠性分析功能函数计算次数多与岩土工程隐式功能函数计算速度慢的矛盾日益凸显。代理模型方法通过将隐式功能函数拟合为显式函数,基于此显式函数进行可靠性分析,这可以节约大量的计算时间成本。本文基于Kriging代理模型方法进行边坡稳定可靠性分析。目前,大多数的边坡稳定可靠性问题都是基于均质边坡的随机变量模型,为了分析土性参数实际存在的空间变异性、随深度变化的非平稳特
传统中心支撑框架在循环载荷作用下,支撑会发生塑性变形,随着塑性变形的累加,中心支撑框架的刚度和强度逐渐降低,导致框架的能量吸收和耗散能力不断降低。并且震后对框架修复时,需要对支撑和节点板进行整体更换,修复难度和修复成本较大。针对传统中心支撑框架存在的不足,为满足“损伤可控,快速修复,控制成本”的需求,本文提出了摩擦节点板支撑钢框架(FGBFs)结构体系。将摩擦装置安置在中心支撑钢框架的节点板中,使
拉索作为桥梁和大跨空间结构等结构的主要受力构件之一,在服役过程中因为环境腐蚀、受力疲劳等因素而容易产生局部截面损失乃至断丝等缺陷,严重威胁着桥梁的运营安全。漏磁检测作为无损检测方法之一,在钢板和管道中的应用来已经较为成熟有效。然而,由于平行钢丝拉索的结构特点,漏磁检测应用于拉索时面临着大直径和大提离值等的问题。本文为开发适用于拉索的漏磁检测技术,通过理论分析、数值模拟和试验研究等方案全面、深入地研
地震灾害会导致大量的人员伤亡,且灾后建筑重建费用高昂。建筑韧性是指建筑遭遇地震或者其他灾害后快速修复或恢复其本来功能的能力,对建筑进行抗震韧性评估可以判断建筑在震后的修复费用、修复时间和人员伤亡情况,性能指标更便于决策者理解,具有重要的指导意义。减震技术和隔震技术通过附加减震、隔震装置等方法可以有效地减少结构在地震作用下的损伤,提高结构的抗震韧性。目前,学者们研究开发出不同种类的新型减震、隔震装置
一直以来桥梁冲刷都是桥梁健康的主要威胁,河流长期冲刷导致桥墩周边出现冲刷坑,冲刷坑的形成降低了桥墩基础埋深,进而影响桥梁稳定性。受冲刷较严重的桥梁在汛期难以承受洪水的冲击,常因此发生桥梁水毁事故。桥梁受冲刷破坏具有突发的特点,因此有必要实时监测桥梁的冲刷情况,以便在桥梁失稳前及时采取措施,避免桥梁水毁事故的发生。现有的桥梁冲刷监测方法存在无法实时监测、监测精度低及耐久性差等缺陷,为此本文提出了基于
混凝土结构中的钢筋锈蚀会造成结构的破坏,而环境中的氯离子会加剧钢筋的锈蚀使得钢筋的有效承载截面面积减小,进而导致混凝土结构加速破坏。因此,研究混凝土在氯盐环境下的耐久性问题具有重要意义。本文首先对纤维混凝土试件进行弯曲试验,找出合适的加载方式;然后研究在氯盐干湿循环作用下预制裂缝结构型纤维混凝土及普通混凝土试件的弯曲性能、裂缝断面粗糙程度、相对动弹性模量;最后对轴压荷载作用下的纤维混凝土氯离子渗透
钢筋混凝土板柱结构和柱下基础在现在的建筑结构中应用广泛。板柱结构和柱下基础的节点处在荷载作用下容易发生脆性的冲切破坏,从而导致严重的生命财产损失。本文利用有限元软件对不同参数的无抗剪钢筋混凝土板进行参数分析,进而提出计算板抗冲切承载力的改进公式。本文的主要研究内容为:(1)利用ABAQUS有限元软件中的混凝土塑性损伤模型建立了适用于钢筋混凝土构件剪切破坏的有限元模型。利用已建立的模型,对一组不同尺
销连接是木结构中应用最为广泛的连接形式,其性能主要取决于木材的销槽承压性能和销轴类紧固件的抗弯性能。销槽承压强度是木材承受销轴类紧固件压力的能力,其不仅与材料性能有关,还与材料表面条件有关。但是,在国内外现行的木结构设计标准中,仅考虑了木材的密度和紧固件直径的影响。一些研究发现,光滑销钉的屈服强度也影响销槽顺纹承压强度,表面条件不同于光滑销钉的全螺纹螺栓的销槽顺纹承压强度高于光滑销钉的。当前销轴类
管道建设水平随着近些年基建行业的蓬勃发展在国内快速提升,作为紧密关系着国民经济的重要资源,管道安全问题的解决与保护措施的开展刻不容缓。由于早期管道建设的技术、设计、施工水平和材料缺陷的问题,管道运营存在不少安全隐患。一旦这些重点工程发生破坏或者产生泄露,极可能造成火灾爆炸事故,产生重大的损失与影响。如今工程师们认识到提高管理水平,保障管道正常运营是当前一项重要任务,而作为保障安全运营的一项重要工作