沖擊荷載作用下鋼框架動力響應及損傷倒塌研究

摘要：沖擊荷載作用下,多層鋼框架的動力響應是一個復雜的非線性過程。運用ABAQUS/CAE建立兩層兩跨鋼框架三維有限元模型,對沖擊荷載作用下鋼框架的動力響應和損傷倒塌進行研究。采取多點積分算法,控制沙漏,確保結果可靠。以沖擊塊分別碰撞鋼框架的邊柱及中柱,研究了沖擊速度、沖擊質量、柱頂軸壓力等參數對鋼框架在沖擊作用下的動力響應的影響,對框架在沖擊后的損傷及倒塌進行了分析。結果表明:沖擊速度、沖擊質量、柱頂軸壓力的增加都會加劇鋼框架的動力響應;相同沖擊動能下,沖擊邊柱產生的水平位移較大;沖擊后,鋼框架的變形主要表現為翼緣的扭轉和腹板屈曲,以及沖擊接觸面'刺入式'凹陷變形;根據沖擊過程中梁轉角的大小將鋼框架倒塌發(fā)展分為三個階段:彈性階段、塑性和懸鏈線階段、懸鎖機構階段,鋼框架最終由于梁轉角過大和柱失效而倒塌。