钢管橡胶混凝土柱滞回性能数值分析

为研究橡胶混凝土的单轴受压力学性能,得到钢管橡胶混凝土在单轴受压荷载作用下的应力-应变全曲线.试验采用位移加载控制方式获取了不同配合比相应的应力和应变数据,并采用ABAQUS混凝土塑性损伤模型验证,计算分析了不同长细比参数控制下普通钢管混凝土柱和钢管橡胶混凝土柱的滞回性能.研究结果表明:橡胶钢管混凝土柱虽然具有良好的变形性能,但由于其承载力大幅下降,橡胶钢管混凝土柱的耗能性能低于普通钢管混凝土柱.钢管橡胶混凝土柱的抗震性能评价仍需进一步研究.     

复合剪力墙体系及GRC免拆模板力学性能

为了研究玻璃纤维增强水泥(GRC)免拆模板复合剪力墙体系的可行性,对GRC平板与混凝土粘结性进行实验研究,并对实验数据进行分析,结果表明两者之间具有良好的粘结性能,能够协同工作.对作为免拆模板的GRC平板进行力学性能实验,结果显示其具有良好的抗折性能.GRC免拆模板剪力墙体系是可行的.     

基于性能抗震分析的核电常规岛主厂房设计

为了对核电常规岛主厂房结构抗震进行分析,通过工程实例分析基于性能的抗震设计的优点,并在不同的抗震性能目标控制下,运用SAP2000有限元程序,对主厂房结构进行静力弹塑性分析,绘制能力谱-需求谱曲线,分析结构主要构件应力、应变和楼层层间位移角特点,检验结构的抗震性能。结果表明:主厂房结构应力、应变合理,层间位移角满足规范要求。该成果对基于性能的抗震设计方法的运用和推广具有一定的参考价值。     

基于 SolidWorks 的单头采油螺杆泵有限元分析及其线型优化

利用在SolidWorks软件中建立的螺杆泵定子的三维实体模型,在有限元分析软件COSMOSWorks环境下,进一步建立了定子的有限元分析模型,并分析了定子橡胶衬套内表面在均匀压力作用下其应力、应变和位移的分布规律.结果表明,定子刚体部分的应力较大,应变较小;橡胶衬套部分应力较小,沿其内表面半圆处应变较大,直线段处应变较小;在橡胶衬套内表面,直线段中点处的位移最大,使该直线变成外凸曲线,导致转子与定子之间在该处产生间隙,影响螺杆泵的工作性能.将螺杆泵定子型线的直线段优化成内凸圆弧,通过有限元重分析表明,该处的相对位移均匀,使转T与定子间产生均匀的过盈,从而提高了螺杆泵的工作性能.     

多参数影响下的砌体墙体抗震性能分析

基于ABAQUS对砌体墙体建立了有限元模型,通过与试验墙体的对比,验证了所建数值分析模型的适用性;在此基础上,利用所建模型分别研究了构造柱、开洞情况、竖向压应力以及砂浆强度等因素对砌体墙体抗震性能的影响,并建立了2个层数不同的砌体结构算例,以研究结构高度对其抗震性能的影响.结果表明:构造柱能够提高砌体墙体的承载力和抗震性能;砌体墙体开洞会导致其承载力和抗震性能降低;砌体墙体的位移延性比随竖向压应力的增大而减小,但其承载力随竖向压应力的增大先增大后减小;砌体墙体的承载力和抗震性能随砂浆强度等级的提高而增大;砌体结构的结构高度越高,结构底层的受拉损伤越严重.     

混杂FRP加固腐蚀钢筋混凝土圆柱基于位移性能的抗震设计

采用简化的双线性纤维增强聚合物(FRP)约束混凝土应力-应变曲线模型,对地震荷载作用下的混杂FRP约束完好混凝土圆柱进行了近似的截面延性分析,再从钢筋有效截面面积的减少、钢筋力学性能的降低和钢筋-混凝土黏结界面的弱化三个方面考虑钢筋腐蚀对截面延性的影响,建立了计算混杂FRP加固腐蚀混凝土圆柱潜在塑性铰区延性的简单适用模型,并编写了无需迭代的混杂FRP加固腐蚀混凝土柱基于位移性能的抗震设计程序.     

砌体建筑物圈梁和构造柱施工中常见问题探讨

目前,多层砌体结构房屋是我国的主要建筑形式,多层砌体结构按抗震要求,必须设置钢筋混凝土圈梁和构造柱。在实际工作中,由于施工中存在的一些问题,致使圈梁和构造柱的施工质量得不到保证,造成了质量缺陷,影响了建筑物的抗震性能和使用寿命,而且还存在着安全隐患,不能起到抗震作用,因而我们要重视圈梁和构造柱施工质量,保证建筑物的安全。本文从钢筋工程、模板工程和混凝土工程各个施工环节总结分析了砌体结构中圈梁和构造柱施工过程中经常出现的一些质量问题,而且有针对性的提出了预防和整治的措施同大家探讨,对于提高施工质量、保证建筑物的抗震性能和使用寿命,提供了解决的方法。     

方钢管混凝土柱-钢梁竖向加劲肋式节点非线性有限元分析

对方钢管混凝土柱-钢梁竖向加劲肋式节点建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析模型,模拟分析了单调加载下节点的受力性能,较为精确地分析了节点区应力分布.结果表明:由有限元模型所得的位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线相符,由有限元模型所得的应变分布和发展规律与试验结果一致;竖向加劲肋式节点的梁端弯矩一部分通过竖向加劲肋传递给柱钢管腹板和核心混凝土,另一部分梁端弯矩由梁端翼缘直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土;节点的破坏模式为梁翼缘变截面最窄处形成塑性铰,最终梁受压翼缘出现严重的局部屈曲,而柱钢管和竖向加劲肋均在弹性范围内工作,很好地实现了强柱弱粱、强节点弱构件的抗震原则;节点核心区混凝土性能符合斜压杆受力机制.     

新型异形钢管混凝土节点力学性能试验及有限元分析

为了研究新型异形钢管混凝土节点的抗震性能,对5个缩尺比为1/2的节点模型进行了低周反复荷载试验,对其滞回曲线、承载力和耗能进行了分析。分析结果表明:内隔板式异形钢管混凝土节点承载力高,抗震性能好。在试验的基础上,利用ANSYS软件对试件进行了有限元模拟,计算结果与试验结果符合较好。由有限元分析得出试件在各个受力阶段混凝土损伤、应力的发展规律,获得了钢管约束力对节点域混凝土力学性能的影响规律。     

核心型钢混凝土柱抗震性能试验及数值模拟

在低周反复荷载作用下,对1个钢筋混凝土柱和8个核心型钢混凝土柱进行试验,研究核心型钢配钢率和轴压比对试件抗震性能的影响.研究结果表明,试件抗震性能随着核心型钢配钢率的增加得到显著改善.采用有限元软件ADINA对试件进行非线性有限元全过程分析,计算得到的试件骨架曲线、应力应变分布和裂缝发展情况与试验结果吻合良好.     

一种新型装配式混凝土结构梁柱节点及其抗震性能分析

提出了一种新型装配式框架结构梁柱节点连接形式,并对其对抗震性能进行研究.基于ABAQUS建立新型梁柱节点模型,输入荷载位移曲线,通过位移加载方式绘制节点在低周往复作用下的滞回曲线及骨架曲线,以混凝土强度等级、螺栓强度等级为变量,研究节点抗震性能.研究表明：随着混凝土强度及螺栓强度提高,梁柱节点的承载力随之提高,等效黏滞阻尼系数及延性位移比现有钢筋混凝土大,新型梁柱节点抗震性能较好.因此装配式混凝土梁柱节点可应用到预制装配式框架结构中.     

型钢混凝土L形柱—混凝土梁节点的受力性能

为了研究型钢混凝土(SRC)L形柱—混凝土梁框架节点的受力性能,设计了4个试件进行低周反复加载试验,揭示了其受力破坏机理;获取了节点受力全过程的荷载—位移滞回曲线和荷载—应变滞回曲线,分析了其变形能力和能量耗散能力.结果表明:反复荷载作用下SRC异形柱框架角节点的抗震性能良好,荷载—位移滞回曲线的滞回环饱满、对称,其抗...     

碳纳米管混凝土桥墩抗震性能有限元分析

为了研究碳纳米管混凝土桥墩在低周反复荷载作用下的抗震性能,建立了0.3%最优掺量的碳纳米管混凝土桥墩ABAQUS有限元模型,从滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数三个方面与普通混凝土桥墩进行比较。研究结果表明:在低周反复荷载作用下,碳纳米管混凝土桥墩滞回曲线饱满。在相同循环荷载内,碳纳米管混凝土桥墩的承载能力、平均刚度都要高于普通混凝土桥墩,且极限承载能力提高了7.3%,产生的塑性变形较小。碳纳米管混凝土桥墩墩顶处的位移延性系数相比于普通混凝土桥墩提升了11.5%。证明了碳纳米管的掺入,对提升混凝土桥墩的抗震性能有着十分重要的意义。     

寒区方高强钢管-混凝土组合柱轴压性能研究

寒区土木工程设施建设为组合结构的应用提供了发展空间.本文为研究方高强钢管-混凝土组合柱的低温轴压性能,开展了寒区低温下10个采用Q690、Q960方高强钢管-混凝土组合柱轴压试验,揭示了该组合柱低温轴压下的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限抗压承载力以及延性等力学性能,分析了低温、钢管壁厚、及钢管强度等参数对该组合柱轴压性能影响.试验结果表明:低温环境下方高强钢管-混凝土组合柱破坏形态为钢管局部屈曲、混凝土压碎及钢管角部焊缝开裂.低温下方高强钢管-混凝土组合柱荷载-位移曲线与其常温曲线相似,包括线性、非线性和衰退阶段.在构件达到峰值承载力时发生混凝土压碎;在荷载-位移曲线衰退阶段,高强钢管发生局部屈曲以及角部焊缝开裂.低温水平对高强钢管-混凝土组合柱极限抗压承载力及刚度均有改善,但削弱其延性.增加高强钢管壁厚及提高钢管材料强度可改善方高强钢管-混凝土组合柱低温轴压性能.该研究构建了考虑低温影响的方高强钢管-混凝土非线性有限元数值分析模型.验证结果表明该有限元模型可较好地模拟高强钢管-混凝土组合柱的低温轴压性能.最后,该研究基于国内外规范计算公式对比分析了高强钢管-混凝土短柱...     

混凝土冲击拉伸力学性能及裂纹扩展试验研究和数值模拟

为真实反映混凝土材料劈裂拉伸力学性能,基于应变片法采用分离式霍普金森压杆对混凝土平台巴西圆盘试件进行了劈裂拉伸试验,研究了不同加载角对试件起裂方式及破坏模式的影响,并对试件破坏过程进行了扩展有限元模拟,同时与试验结果进行了对比分析,得到用于测试混凝土拉伸力学性能的最优加载角.基于此得到动态劈拉下3种不同强度混凝土的劈裂拉伸应力-径向应变曲线及抗拉强度、极限应变、拉伸敏感系数等参数的应变率效应.结果表明:20°加载角可以保证圆盘在中心起裂,用于测试混凝土劈裂拉伸性能最为可靠.在高应变率下,混凝土动态力学参数均具有明显的应变率效应,裂纹沿试件受力方向扩展、贯通直至试件沿加载直径方向劈裂为两半,破坏面表现为骨料破坏,与数值模拟结果一致.     

酸雨侵蚀箍筋约束混凝土本构模型研究

采用人工气候环境模拟技术模拟酸雨环境,对15组箍筋约束混凝土棱柱体试件进行加速腐蚀,进而进行轴压试验,研究了箍筋锈蚀对约束混凝土破坏形态、峰值应力、峰值应变、极限应变和应力-应变曲线形状的影响.基于Mander模型及现有研究成果,确定了未腐蚀试件本构模型峰值应力、峰值应变、极限应变和形状系数等参数的计算公式,并通过对试验结果的回归分析,得到了考虑箍筋锈蚀率影响的形状系数和各特征点参数修正系数拟合公式,最终建立了酸雨侵蚀箍筋约束混凝土本构模型.与试验结果对比发现,采用该模型计算得到的各试件峰值应力、峰值应变、极限应变及应力-应变曲线形状均与试验结果符合较好,表明所建立的本构模型能较为准确地反映遭受酸雨侵蚀箍筋约束混凝土力学性能,可用于该环境下RC结构剩余承载力及抗震性能评估.     

FRP管-混凝土-钢管复合套管约束性能有限元分析

为了研究FRP管-混凝土-钢管复合套管的约束性能,采用修正的Hognestad表达式来描述混凝土单轴受压应力-应变关系,利用ABAQUS软件对FRP约束混凝土短柱轴压试验进行有限元模拟,并与试验结果进行了比较,表明有限元模型通过精确定义材料参数、单元模型、表面作用、边界条件,可准确描述FRP约束混凝土短柱力学性能.在此基础之上,分析了FRP管-混凝土-钢管复合套管中3种材料厚度变化对管约束性能的影响.结果表明,在复合套管的约束作用下,核心混凝土的轴向应力-应变曲线呈现双线性的特点,复合管中的钢管主要影响第一线性段,而FRP管和混凝土主要影响第二线性段.该结论为今后进行该类组合柱的研究提供了参考.     

新型村镇装配砌体抗震性能

通过新型村镇装配砌体墙片在低周反复水平荷载作用下力学性能的试验研究,研究了墙体的破坏形态,分析了墙体的延性,建立了墙体的滞回曲线、骨架曲线.与传统钢筋混凝土圈梁构造柱墙体、普通砖素墙体以及其他材料砖墙的力学性能相比,新型村镇装配砌体能满足抗震性能的要求,可以推广使用.     

圆钢管再生混凝土柱抗震性能试验与有限元分析

为研究圆钢管再生混凝土柱的抗震性能,以再生粗骨料取代率、长细比、轴压比和含钢率为变化参数,开展了10个圆钢管再生混凝土柱试件的拟静力试验.观察试件的破坏形态,获取滞回曲线和骨架曲线等抗震性能指标.在试验研究的基础上,结合课题组给出的不同取代率下核心再生混凝土的受压本构关系,采用有限元软件ABAQUS对试件的抗震性能进行分析.研究结果表明:试件的破坏形态与普通圆钢管混凝土柱相似,圆钢管底部鼓曲破坏,再生混凝土底部被压碎;试验实测的滞回曲线饱满,骨架曲线完整,计算得到的滞回曲线和骨架曲线与其吻合较好,采用本文所建立的ABAQUS有限元模型对圆RACFST柱进行抗震性能分析是可行的.     

圈梁结构墙体受力性能试验与数值模拟

为了研究异型构造柱-圈梁体系受力特点,通过对普通构造柱-圈梁结构墙体和异型构造柱-圈梁结构墙体的实验对比,分析异型构造柱砌块组合墙体在竖向荷载和水平载荷共同作用下的力学性能和破坏机理,并与有限元数值模拟进行对照.结果表明:这种新型墙体结构具有良好的抗震性能,该成果对砌体结构发展具有一定的参考价值和指导意义.