Прочность железобетонных колонн при взрывных и неоднократных ударных нагрузках

• Автор: Хорошилова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.01, 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Особенное ги расчета бетонных и железобетонных конструкций на действие динамических нагрузок

1.1. Арматурная сталь при динамическом нагружении

1.2. Бетон при динамическом нагружении

1.3. Динамическая прочность железобетонных элементов конструкций

1.4. Сопротивление продольной арматуры срезу в сечении с трещиной

1.5. Выводы по первой главе

Глава И. Экспериментальные исследовании моделей железобетонных колонн на продольные и поперечные ударные нагрузки

2.1. Характеристика опытных образцов

2.2. Методика проведения динамических испытаний

2.3. Приборы и оборудование
2.4. Результаты экспериментальных исследований моделей железобетонных колонн на действие продольных и поперечных ударных нагрузок
2.4.1. Результаты экспериментальных исследований моделей железобетонных колонн на действие продольных ударных нагрузок
2.4.2. Результаты экспериментальных исследований моделей железобетонных колонн на действие поперечных ударных нагрузок
2.5. Выводы по второй главе
Глава III. Математическое моделирование процессов дефор.мироиания и разрушения конструкционных .материалов при неоднократных ударных нагрузках
3.1. Математическая модель пористой упругопластической среды
3.1.1. Вязкое разрушение
3.1.2. Хрупкое разрушение
3.2. Конечноразностные уравнения модифицированного метода конечных элементов
3.3. Разрушение сферических частиц из хрупких материалов при
многократном ударе о жесткую стенку
3.4. Выводы по третьей главе
Глава IV. Расчет прочности моделей колонн на взрывные и неоднократные ударные нагрузки.
4.1. Анализ прочности моделей бетонных и железобетонных колонн при двукратном продольном ударе расчетноэкспериментальным методом
4.2. Анализ прочности моделей железобетонных колонн при
двукратном поперечном ударе расчетноэкспериментальным
методом
4.3. Расчет прочности бетонных и железобетонных колонн при контактном взрыве цилиндрического заряда открытого взрывчатого
вещества
4.4. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В первой главе обсуждаются особенности расчета бетонных и железобетонных конструкций на действие кратковременных динамических нагрузок. Методы динамического расчета железобетонных конструкций за пределом упругости в основном базируются на идеализированных схемах жесткопластического или упругопластического материала, а в случае высокопрочной арматуры - на моделях нелинейно-деформируемых систем. Совершенствование методов расчета железобетонных элементов на основе структурнореологических моделей деформирования бетона за счет полного учета параметров и особенностей деформирования бетона позволяют получить достоверные решения и выявить резервы для эффективного использования материалов. Получившие в последнее время развитие методы расчета, основанные на использовании уравнений механики сплошной среды, допускают значительные упрощения, основанные на гипотезе о сплошности и являющиеся не столько физической, сколько математической, позволяющей представлять деформации непрерывными функциями координат. Физические соотношения для железобетона как нелинейного анизотропного тела с приобретаемой в процессе деформирования анизотропией, а также заимствованные из теории упругости дифференциальные уравнения равновесия, геометрические уравнения и граничные условия составляют полную систему определяющих уравнений механики железобетона, которые затем преобразуются в разрешающие уравнения. Во второй главе описаны экспериментальные исследования моделей железобетонных колонн при ударном нагружении. Эксперименты проведены с целью выявления физических особенностей деформирования, кинематических параметров и форм разрушения при продольном и поперечном ударном нагружении. Согласно программе эксперимента было испытано образца. Двенадцать образцов испытывались на неоднократный продольный удар и двенадцать - на неоднократный поперечный удар. Ударное нагружение проводилось на копровой установке. В процессе испытаний изменялась масса падающего груза и высота его падении. Для измерения ускорений, скоростей и перемещений был использован -х канальный приемно-измерительный комплекс. В третьей главе представлена математическая модель сжимаемой упругопластической среды, позволяющая в рамках механики сплошной среды описывать уплотнение пористых материалов (тела с внутренними пустотами или сыпучие среды) в ударных волнах. Из рассмотрения исключаются полярные среды. Кроме того, предполагается, что отсутствуют массовые силы, подвод тепла и приток нетепловых видов энергии, отличных от работы механических сил. Система уравнений пористей у1 фугопластической среды включает в себя уравнения неразрывности, импульсов и энергии, определяющие соотношения теории пластического течения, уравнение состояния и уравнения, описывающее изменения пористости Гфи сжатии и растяжении. Выписанная замкнутая система уравнений позволяет в рамках механики сплошной среды рассчитывать напряженное состояние, деформацию и разрушение, как пластичных, так и хрупких материалов в условиях высокоскоростного удара. Исследованы процессы дробления сферических частиц из хрупких материалов при неоднократном соударении. Четвертая глава диссертации посвящена расчету прочности моделей железобетонных колонн на взрывные и неоднократные ударные нагрузки. Расчетно-экспериментальным методом проведен анализ прочности бетонных и железобетонных колонн при двукратном продольном и поперечном ударе. Предложена методика расчета прочности бетонных и железобетонных колонн при контактном взрыве цилиндрического заряда открытого взрывчатого вещества (ВВ). Представлены результаты математического моделирования процесса подрыва на боковой поверхности колонн безоболочечного заряда ВВ ТГ/ различной массы в разных по высоте колонны местах. Проведенные расчеты показали, что для всех рассмотренных масс ВВ и геометрии колонн, на тыльной стороне колонны образуются мощные отколы с образованием сквозного отверстия. Форма сквозного отверстия в железобетонной колонне зависит от местоположения поперечной арматуры и заряда. В заключении сформулированы основные результаты работы и выводы.