本发明涉及钢筋混凝土抗冲击计算领域,特别是涉及一种冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法及系统。
背景技术:
1、通过焊接连接混凝土叠合板的冲击试验对钢筋混凝土结构构件进行抗冲击性能研究,需要大量昂贵器材,且试验过程复杂、耗时。因此,建立一个可以对钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的动力响应进行预测的双自由度简化分析模型是十分有必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法及系统,提前建立一个可对钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的动力响应进行预测的双自由度简化分析模型,快速预测冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、一种冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,包括:
4、构建钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的弹簧-质点模型;
5、根据所述弹簧-质点模型,建立用于确定钢筋混凝土板的板底中点位移的双自由度力学平衡方程;
6、根据所述弹簧-质点模型,建立冲击力计算模型;
7、在需要进行钢筋混凝土板试件的冲击试验时,利用所述双自由度力学平衡方程,确定冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的板底中点位移;
8、根据冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的板底中点位移,利用所述冲击力计算模型,确定冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的冲击力。
9、一种冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测系统,包括:
10、模型构建模块,用于构建钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的弹簧-质点模型;
11、平衡方程建立模块,用于根据所述弹簧-质点模型,建立用于确定钢筋混凝土板的板底中点位移的双自由度力学平衡方程;
12、冲击力计算模型建立模块,用于根据所述弹簧-质点模型,建立冲击力计算模型;
13、位移确定模块,用于在需要进行钢筋混凝土板试件的冲击试验时,利用所述双自由度力学平衡方程,确定冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的板底中点位移;
14、冲击力确定模块,用于根据冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的板底中点位移,利用所述冲击力计算模型,确定冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的冲击力。
15、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
16、本发明实施例的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法及系统,根据弹簧-质点模型建立用于确定钢筋混凝土板的板底中点位移的双自由度力学平衡方程,作为双自由度简化分析模型,利用该双自由度简化分析模型确定冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的板底中点位移,进一步确定冲击荷载作用下钢筋混凝土板试件在试验过程中的冲击力。本发明提前建立一个可对钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的动力响应进行预测的双自由度简化分析模型,能够快速预测冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应,省时省力,并且也避免了购买大量昂贵器材。
1.一种冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,所述弹簧-质点模型包括冲击质量、钢筋混凝土板的等效质量、第一非线性弹簧、第二非线性弹簧、接触阻尼以及钢筋混凝土板振动阻尼;
3.根据权利要求1所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,所述双自由度力学平衡方程为:
4.根据权利要求3所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,根据所述弹簧-质点模型,建立用于确定钢筋混凝土板的板底中点位移的双自由度力学平衡方程,之后还包括:
5.根据权利要求3或4所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,所述双自由度力学平衡方程中的参数包括钢筋混凝土板的等效质量、钢筋混凝土板的刚度、钢筋混凝土板的振动阻尼、接触刚度和接触阻尼;
6.根据权利要求5所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,当钢筋混凝土板变形达到最大值后,位移时程曲线进入恢复阶段,定义恢复刚度ksul为:ksul=βkumax;其中,kumax为钢筋混凝土板变形最大值对应的荷载-位移曲线割线斜率,β为拟合参数。
7.根据权利要求3或4所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测方法,其特征在于,所述冲击力计算模型为:
8.一种冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测系统,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测系统,其特征在于,所述双自由度力学平衡方程为:
10.根据权利要求9所述的冲击荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应预测系统,其特征在于,所述冲击力计算模型为: