三种混凝土本构模型在圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明:在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载-位移下降段比试验曲线平缓.     

大尺寸RPC管-混凝土组合短柱轴压性能研究

将活性粉末混凝土(RPC)制成配有高强螺旋箍筋的预制管,在其内部现浇混凝土,形成新型组合结构——RPC管-混凝土组合柱(CFRT).对5组大尺寸CFRT、1组箍筋约束混凝土柱和1组RPC空管进行了轴压试验,研究RPC管与内部混凝土之间的组合效应,以及配箍率对CFRT轴压性能的影响.结果表明:在受力过程中,外围RPC管能维持其完整性,没有出现明显剥落;CFRT柱的承载力稍高于对应的箍筋约束混凝土柱和RPC空管两者单独的承载力之和;RPC管中配箍率越高,组合柱的抗压性能越好.计算表明,经典的箍筋约束混凝土强度模型低估了CFRT的轴向承载力.基于RPC管损伤和箍筋约束效应,考虑非有效约束区的RPC管对组合柱承载力的贡献,在Mander模型的基础上提出了CFRT承载力模型,该模型的计算结果与试验值基本吻合.     

配箍率对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能影响试验

为研究体积配箍率对火灾后钢筋混凝土短柱力学性能的影响，进行了3个常温和9个经历ISO834 1h标准火灾升降温全过程作用后的钢筋混凝土短柱轴压力学性能试验研究了体积配箍率对钢筋混凝土短柱升降温过程中的变形性能及火灾后极限承载力、轴压刚度、延性等力学性能的影响研究表明，随着体积配箍率的增大，火灾后构件的极限承载力、轴压刚度和延性均有不同程度的增大，而变形性能无明显变化     

基于本构关系的混凝土受弯构件正截面承载力计算

基于典型化应力-应变本构关系,模拟混凝土受弯构件的压应力分布情况,推导混凝土受弯构件正截面承载力及合力实际位置,提出利用本构关系的受弯构件正截面承载力计算方法。通过与等效矩形方法对比得出:对于常规混凝土(强度C50以下),该算法结果偏小,差值在1%以内,设计结构更为安全。通过算例验算比较,该方法与各国规范承载力计算结果很接近,相对误差在5%以内,有较强适用性。     

新型体外预应力加固混凝土框架柱抗震性能研究

研究新型体外预应力加固约束下混凝土框架柱的各项抗震性能。在ABAQUS有限元软件分析平台上，以轴压比、竖向预应力、钢带预应力3个参数为变量设计10个试件，开展框架柱在水平低周反复荷载下的抗震性数值模拟。与未加固前相比，加固后钢筋混凝土框架柱滞回曲线更加饱满，其中试件混凝土最大应力普遍上升，最高值是加固前的2.0倍；屈服荷载、极限荷载和最大荷载提升显著，提升幅度均大于60%;最大耗能指标增加了1.5倍，延性指标最高提升60%,刚度退化指标平均提高了60%。研究结果充分证明，新型体外预应力加固方法可以有效增强框架柱承载力和抗震性能。     

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层加固混凝土小型空心砌块砌体抗压强度试验研究

高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)加固法是一种新型的加固方法,为了解HPFL加固混凝土小型空心砌块砌体的受力机理、破坏形态及抗压承载力提高幅度,制作了2组对比试件和4组加固试件进行轴压试验.试验结果表明,HPFL与原砌块砌体能较好地协同工作,加固后试件极限承载力和极限压应变提高,有效地改善了砌块砌体的脆性性质.通过试验数据拟合了混凝土小型空心砌块受压应力应变曲线,并提出HPFL加固混凝土小型空心砌块砌体抗压承载力计算方法,为加固设计提供参考.     

按三维弹性体建立的钢管混凝土轴压刚度

钢管混凝土构件用约束效应系数来反映其组合作用时，可将其视为一种弹性体．根据此类构件的变形特点，按弹性体空间轴对称问题的处理方法，假定了一组试探位移函数，再利用变分原理推导出了圆钢管混凝土构件轴压刚度，结果令人满意．     

栓钉推出试验及有限元仿真研究

【目的】钢-混组合梁借助栓钉实现相互连接，栓钉能抵抗钢梁与混凝土之间的纵向分离，也可传递纵向剪力，是研究两者组合在一起的重点。【方法】本研究使用ABAQUS有限元分析软件对栓钉进行仿真研究，在已有的单层栓钉推出试验的基础上，有限元仿真结果与试验结果吻合较好。在有限元较精确的情况下进行参数化数值分析，研究混凝土强度、栓钉极限抗拉强度对栓钉抗剪承载力的影响。【结果】由计算结果可知，栓钉抗剪承载力随混凝土强度及栓钉极限抗拉强度的增大而提高，并对试验结果与有限元结果进行分析。【结论】在提高混凝土强度时，超过C50混凝土强度对栓钉抗剪承载力提高较小，要考虑其经济性。在提高栓钉极限抗拉强度时，为了满足混凝土与连接件共同工作的情况，要与相应混凝土强度等级相适应，避免一方先行被破坏。     

基于实测材料参数的钢筋混凝土矩形柱偏心受压极限承载力计算研究

【目的】为了研究钢筋混凝土矩形柱在偏心受压情况下的极限承载能力。【方法】针对规范上已有的钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件计算公式均以等效矩形应力分布图为基础的现象，本研究基于平截面假定，对混凝土压应力分布曲线进行积分并推导新的计算公式，通过MATLAB计算推导公式的理论值与钢筋混凝土矩形柱偏心受压构件试验所得的实测值进行比较。【结果】结果表明：钢筋混凝土矩形柱在偏心受压下，受拉区、受压区破坏现象与理论基本相符，通过推导的公式计算的极限承载力与实测值吻合程度较高。【结论】本研究验证了该推导公式可以对一般钢筋混凝土偏心受压情况下的极限承载力进行计算。     

混凝土短柱力学性能试验研究

为了考察轴压比和受火时间对按ISO 834标准升、降温曲线作用后的钢筋混凝土力学性能的影响规律，进行了7个截面为300 mm×300 mm、高度为900 mm的钢筋混凝土短柱火灾全过程作用后轴压力学性能试验.试验结果表明：随着升温时间延长，剩余承载力、刚度、延性呈减小趋势；随着轴压比增大，剩余承载力、刚度、延性基本呈增大趋势，只有试件SI01剩余承载力较大，与其他试件高温后随轴压比增大剩余承载力变化趋势不一致.本文研究成果可供钢筋混凝土短柱高温（抗火）设计和火灾后修复加固时参考.     

UHPC加固钢筋混凝土柱轴压模拟研究

【目的】为研究超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)对钢筋混凝土柱的轴压性能的影响。【方法】选取1个普通混凝土柱和3个UHPC加固的钢筋混凝土柱进行竖向轴压模拟试验，研究不同加固材料、加固层厚度对钢筋混凝土柱轴心受压性能的影响情况。【结果】研究结果表明：UHPC加固的钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的荷载—位移曲线趋势基本一致，但UHPC加固的钢筋混凝土柱轴压承载力提升更为明显，并且随着加固层厚度的增加，承载不断提高。本研究分别选取20 mm、30 mm、40 mm厚度的UHPC加固层钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱进行承载力比较，加固后的钢筋混凝土柱承载力分别提高了154.6%、192.9%、264.1%。【结论】对试验结果进行分析，为进行承载力试验提供了数据支持，也为工程实际提供理论依据。     

软岩卸荷流变及非线性本构模型研究

为模拟隧洞开挖过程中围岩应力调整所产生的问题,对贵州某电站引水隧洞泥质粉砂岩进行了恒定轴压下的围压卸荷试验。结果表明:在一定偏应力的影响下,试样表现出了明显的流变力学特性;降低围压时,随着偏应力增大,试样轴向变形速率每级增长幅度在11%~34%之间,横向变形速率每级增长幅度在8%~27%之间,表明围压卸荷能够减弱对岩石内部颗粒滑移的束缚,从而增大变形速率。在三维Burgers模型的基础上,通过引入流变加速阶段的损伤修正系数,建立了软岩非线性阶段的本构模型,并与试验结果进行拟合分析,发现该模型能够很好地反映流变非线性阶段。     

求解预应力组合构件截面优化设计的新方法

对预应力钢管混凝土轴压构件，建立了以稳定为约束奈件的优化设计数学模型。引入钢管外径和壁厚比值，将双变量优化问题转变成单变量优化问题。通过直接求解约束条件方程，得到优化设计变量的迭代计算公式．同时，给出获得最优解的二重迭代法计算步骤．算例分析表明，此方法对求解预应力钢管混凝土轴压构件截面优化问题，是一种简单而有效的方法．     

拉压系数对厚壁圆筒极限载荷的影响

在应用双剪统一强度理论,同时考虑材料的拉压强度差效应,在内压和轴力联合作用下厚壁圆筒的极限载荷表达式中,取b =0 .5 ,选取无量纲极限载荷,则可获得无量纲形式的极限载荷表达式;这些表达式表示了极限载荷与拉压系数之间的关系.根据这些表达式,绘制了不同拉压系数的极限载荷线图和极限载荷随着拉压系数变化规律的曲线.不同的拉压系数极限载荷线图说明了在厚壁圆筒处于屈服极限状态下,极限载荷变化的规律;拉压系数减小,厚壁圆筒承受压缩载荷的能力增强.极限载荷与拉压系数之间的函数曲线反映了极限载荷随着拉压系数的变化规律     

BP神经网络在极限承载力预测中的应用

<正>预应力高强混凝土简支T梁极限承载力的计算通常采用有限元的数值分析方法,考虑材料非线性影响,对T梁进行全过程分析,得出T梁的承载力。影响预应力高强混凝土简支T梁极限承载力的因素很多(如混凝土强度、钢筋强度、梁的跨径、截面尺寸等),且具有复杂的非线性特性。实际工程中,传统方法建模比较复杂,而且计算工作量大,花费大量的人力和     

混凝土损伤塑性模型损伤因子的取值及应用研究

ABAQUS混凝土损伤塑性模型可以有效用于混凝土结构性能研究,但模型中真实的损伤因子往往由于试验条件的限制难以被获取,为此提出一种损伤因子的计算方法。基于混凝土结构设计规范提供的混凝土本构关系,运用Sidiroff能量等价原理对损伤因子进行推导,采用数值模拟与试验研究相结合的方法分析一根钢筋混凝土简支梁,并将模拟结果与试验结果相对比。研究结果表明,模拟值曲线与试验值曲线吻合度较好,且ABAQUS分析结果中损伤云图显示出的梁受损情况与试验中观察到的破坏现象基本一致,验证了该计算公式的准确性,有利于混凝土损伤塑性模型达到理想收敛状态,为日后学者使用该模型进行混凝土结构非线性分析提供参考。     

钢纤维对铁尾矿砂再生混凝土力学性能影响

通过6组共54个铁尾矿砂再生混凝土试块试验,研究了水灰比对不同取代率再生混凝土力学性能的影响,试验结果表明:水灰比为0.3的铁尾矿砂再生混凝土(再生粗骨料取代率50％)的综合力学性能较好;铁尾矿砂和钢纤维的共同作用下,抗压强度提升16.4％,劈裂抗拉强度提高69.5％;级配良好的铁尾矿砂(中砂)可以在强度等级C45的混...     

深厚土层散体材料桩桩体竖向承载力计算

散体材料桩处理软弱地基有较好的效果及经济效益,因而应用广泛。在深厚土层中,桩体无法穿透上覆软弱土层而达到下部较稳定层,此时增强体竖向承载力主要来自于桩体与桩周一定范围内土体的相互作用。散体材料桩竖向极限承载力大都采用桩周土体最大侧向约束力乘以被动土压力系数来计算,介绍了若干计算方法后,提出了一种基于天然地基土荷载-变形曲线的散体材料桩竖向极限承载力计算方法。该方法是假定桩周土体侧向变形达到某一既定值时,该值在天然地基土荷载-变形曲线上对应的土压力值即为桩周土对桩的最大侧向约束力。考虑到成桩作用对土体的强化作用,引入系数λ,表征桩周土体较天然土体的强化程度。考虑到地基土的成层性,推荐采用旁压试验(PMT)或扁铲侧胀试验(DMT)获取荷载-变形曲线。     

带肋方钢管混凝土轴压短柱承载力有限元分析研究

为解决钢管混凝土的脱空现象,提高钢管混凝土短柱的承载能力,设计了两种不同截面形式（单肋、双肋）的带肋钢管混凝土短柱.借助于有限元程序模拟了钢板厚度为4 mm、6 mm、8 mm的3组试件的轴压过程,通过比对结果数据发现：带肋钢管混凝土的承载能力比无肋钢管混凝土短柱在承载能力方面有明显提高;同种壁厚条件下单肋截面在极限承载力提高程度最佳;壁厚在6 mm时单肋截面承载力提高最大.     

CFRP加固轴心受压混凝土方柱的承载力计算

为探讨CFRP加固轴心受压混凝土方柱的承载力计算方法,将其受力截面分为强约束区和弱约束区,承栽力计算简化为2个阶段,并提出了计算公式及其适用条件;与试验结果对比,吻合较好．证明使用该方法对CFRP加固混凝土方柱的受力进行分析,简化了计算过程是合理有效的．