【摘 要】
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超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete 简称UHPC)较普通混凝土具有更优异的强度、韧性和耐久性,广泛应用于桥梁墩柱和建筑承重柱,而上述构件受到车(船)、滚石等侧向低速
【机 构】
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同济大学土木工程学院; 陆军工程大学;
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(51678403)
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超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete 简称UHPC)较普通混凝土具有更优异的强度、韧性和耐久性,广泛应用于桥梁墩柱和建筑承重柱,而上述构件受到车(船)、滚石等侧向低速冲击的潜在威胁,本文围绕UHPC梁/柱构件在侧向冲击下的损伤破坏和动态响应进行数值仿真分析。现有商用模型中广泛采用的混凝土动态本构模型均基于普通混凝土开发,如混凝土损伤模型(K&C)和混凝土连续面帽盖模型(CSC)等。基于作者前期开展的UHPC单轴拉/压、三轴压缩和Hopkinson杆动态拉/压试验,以及已有UHPC双轴等压和静水压试验数据,系统标定了UHPC材料CSC模型的强度面、帽盖、损伤、应变率和硬化参数,给出了一组适用于UHPC的CSC模型参数确定方法。进一步基于LS-DYNA商用有限元分析软件,对已有四组钢管UHPC梁和钢筋UHPC梁/柱构件的落锤冲击试验进行数值模拟,通过对比落锤冲击力、梁/柱动态挠度响应和破坏模式,验证了提出的CSC模型参数计算方法的适用性和正确性。最后,对冲击过程中刚性落锤与构件之间的作用过程及能量耗散进行了讨论,得出:平头落锤冲击下构件经历了惯性抵抗,变形响应,构件回弹和脱离四个阶段;球头落锤冲击构件的惯性抵抗阶段不明显;随着冲击能量的提高,钢管(筋)耗能占比逐渐增大。
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