钢桁架在冲击荷载作用下的动态响应研究

作     者：张纪刚 时成龙 闫清峰 刘菲菲 ZHANG Jigang;SHI Chenglong;YAN Qingfeng;LIU Feifei

作者机构：青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心山东青岛266033 

出 版 物：《建筑钢结构进展》 (Progress in Steel Building Structures)

年 卷 期：2024年第26卷第10期

页      面：48-56页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52378304,52108282) NSFC-山东联合基金(U2106222) 山东省自然科学基金(ZR2021QE053,ZR2022ME065) 

主　　题：钢桁架 有限元分析 变形机理 抗冲击性能 破坏模式 

摘      要：圆钢管桁架在土木工程和海洋工程领域应用较多,除了承受竖向荷载外,还易遭受冲击偶然荷载作用。以偏心质量下抵抗冲击荷载的钢桁架为研究对象,利用LS-DYNA软件建立了节点冲击有限元模型。从破坏特征、冲击响应和耗能能力等方面研究了其抗冲击能力,对冲击次数、冲击速度和钢材屈服强度进行了参数分析,最后基于有限元模拟结果,提出了主管凹陷变形与转角之间的表达式。结果表明:经历多次摆锤冲击后,主管发生严重的凹陷变形,刚度显著降低;冲击速度达到3.0 m·s^(-1)时,冲击力峰值提高了84.8%,冲击区域支管节点发生挤压弯曲破坏,主管凹陷变形是主要的耗能机制。有限元模拟结果可为提高实际钢桁架的抗冲击性能提供参考。