钢筋混凝土复合防护梁的抗撞性能研究.pdf

振　动　与　冲　击 第３５ 卷第４期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．４ ２０１６　  钢筋混凝土复合防护梁的抗撞性能研究 杨润林 ，聂　婷 ，白娜妮１ ２ １ （１．北京科技大学 土木与环境工程学院，北京　１０００８３，中国；２．中国建筑科学研究院 建筑设计院，北京　１０００１３） 　　摘　要：传统结构构件设计较少考虑碰撞效应，因此有可能因碰撞荷载而引起严重的冲击破坏。鉴于此，在前期 提出的刚柔复合防护结构体系的基础上，针对钢筋混凝土复合防护梁的抗撞性能进行了分析研究。在数值模拟的过程 中，分别考虑了无防护、刚性防护、柔性防护和刚柔复合防护四种不同的措施以及两端固支、两端铰支和一端固支一端铰 支三种不同的梁端约束形式。通过观测钢筋混凝土梁的应变、位移、加速度和冲击力等参数，可评价相应的抗撞效果。数 值结果表明，提议的复合防护体系效果最好，可以有效抑制受撞构件的冲击响应；同时，构件约束形式对抗撞性能的影响 也是不容忽视的。 关键词：抗撞；冲击荷载；复合防护；钢筋混凝土梁；数值模拟 中图分类号：ＴＵ３１１．３；Ｏ３２８　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１６．０４．０３２ Ｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆａ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍ ｗｉｔｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｌａｍｉｎａｔｅｓ ＹＡＮＧＲｕｎｌｉｎ ，ＮＩＥ Ｔｉｎｇ ，ＢＡＩＮａｎｉ１ ２ １ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｉｖｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｅｍｂｅｒｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｓ ｌｅｓｓ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ，ｓｏ ｉｔ ｍａｙ ｂｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ｃａｕｓｅ ｄａｍａｇｅ ｄｕｅ ｔｏ ｉｍｐａｃｔｌｏａｄｓ．Ｈｅｒｅ，ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆａｓｔｅｅｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｗｉｔｈｒｉｇｉｄｆｌｅｘｉｂｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｉｅｒ ｓｔｕｄｙ ｏｕｔｃｏｍｅｓ．Ｉｎ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｅａｍｓｗｉｔｈ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｕｎｐｒｏｔｅｃｔｅｄ，ｒｉｇｉｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ，ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｏｎｅ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｒｅｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｆｏｒｍｓｏｆｂｅａｍ ｅｎｄｓｉｎｃｌｕｄｅｄｆｉｘｅｄ ａｔ ｂｏｔｈ ｅｎｄｓ，ｈｉｎｇｅｄ ａｔ ｂｏｔｈ ｅｎｄｓ，ｆｉｘｅｄ ａｔ ｏｎｅ ｅｎｄ ａｎｄ ｈｉｎｇｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｏｎｅ．Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｆｏｒｃｅ ｏｆｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｂｅａｍ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ