四面受火后钢筋混凝土柱的可靠性分析

引入高温后混凝土和钢筋强度折减系数公式,建立了火灾后钢筋混凝土柱的抗力模型和极限状态方程,利用改进的一次二阶矩法计算了不同温度作用后当钢筋混凝土柱承受原设计荷载时的可靠性指标.算例分析表明,不同受火时间对钢筋混凝土轴心受压柱的可靠性有很大的影响,在计算时应给予考虑.分析了柱的截面尺寸、长细比、钢筋和混凝土的强度、配筋率、防火保护层厚度等参数对受火后钢筋混凝土柱可靠性指标的影响.     

混凝土结构徐变模型试验与原型对比关系

目的研究采用徐变模型试验方法预测原型混凝土结构徐变变形比例关系.方法基于弹性相似理论和混凝土结构徐变变形计算公式,提出徐变相似常数调整系数的概念,并推导素混凝土柱、钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱、钢筋和预应力混凝土梁的徐变相似常数调整系数公式;通过算例计算不同缩尺比例混凝土构件的调整系数;探讨徐变模型、混凝土强度、温度、相对湿度和加载龄期对徐变相似常数调整系数的影响.结果混凝土结构的徐变相似常数调整系数随时间变化逐渐降低,然后趋于稳定;模型相似比越小,徐变相似常数越小.结论原型与模型采用相同的混凝土强度、相似的温度和相对湿度环境能使得徐变相似常数可控.     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.     

碳纤维布加固混凝土梁时效变形分析

按换算截面法推导了CFRP加固混凝土梁时效变形计算公式．在此基础上编制了预测收缩、徐变变形的分析计算程序，考虑了混凝土强度等级、加载应力、配筋率的变化、混凝土开裂、混凝土收缩徐变等因素的影响，与其它计算方法比较表明，该方法能较精确预测CFRP加固混凝土梁的时效变形。     

建筑结构的徐变收缩分析

根据考虑延迟弹性的混凝土线性徐变老化理论，引用桥梁结构中徐变系数的概念，推导了利用徐变系数对高层建筑结构进行的徐变收缩分析的有限元公式。结果表明工程设计人员应当考虑徐变收缩因素对建筑变形和内力的影响。     

内埋型钢混凝土柱的收缩和徐变参数分析

基于有限元软件ANSYS对内埋型钢混凝土柱湿度场分布进行了数值模拟,考虑截面湿度分布采用纤维模型并结合B3预测模型计算构件收缩和徐变效应,对内埋型钢混凝土柱进行参数化分析,探究截面形式、截面尺寸、型钢开闭口面积比、腹板宽度与截面尺寸的比值等参数对构件收缩和徐变效应的影响。结果表明:ANSYS的热分析模块可以较为准确地计算型钢混凝土构件截面的湿度场分布;型钢开闭口面积比、腹板宽度与截面尺寸之比是影响构件收缩和徐变的主要因素,现行预测模型应对此加以考虑。     

超长混凝土框架温差收缩应力计算方法的探讨

采用弹性方法计算超长混凝土框架的温差收缩应力需考虑徐变、开裂等因素造成的应力松弛。工程通过折减构件刚度和折减综合温差来考虑温度应力松弛,文章通过理论推导和数值计算得出,当梁与柱的刚度折减系数相等时,采用折减综合温差代替折减构件刚度较为方便;当梁、柱刚度不同时,宜采用刚度折减法。     

混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性的影响

采用ANSYS Workbench软件的Fluid Flow(Fluent)分析系统对夏季极端高温下外墙瓷砖温度进行模拟,并进行温度实测,验证模拟值与的准确性;提出了外墙柱混凝土收缩徐变各龄期的有效模量计算公式,选取6种不同尺寸的柱-砂浆-瓷砖模型,采用有效模量法模拟混凝土柱收缩徐变对外墙瓷砖剪应力和侧向变形的影响,计算外墙柱混凝土收缩徐变和夏季极端高温作用下瓷砖层剪应力值与侧向变形值。结果表明:外墙瓷砖层模拟温度值略高于实测值;极端高温和混凝土收缩徐变作用下的剪应力值与变形值相差较小,因此,在外墙瓷砖设计时要考虑温度及混凝土收缩徐变两大因素,砂浆层厚度和柱纵向配筋率均是影响剪应力值和侧向变形值大小的主要因素;夏季极端高温环境下外墙瓷砖极有可能发生水平漂移,房屋周边道路均在瓷砖脱落范围之内。     

混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性研究

采用ANSYS Workbench软件平台的Fluid Flow(Fluent)分析系统件对夏季极端高温下外墙瓷砖温度进行模拟,并进行温度实测,相互验证模拟值与实测值准确性;提出了外墙柱混凝土收缩徐变各龄期的有效模量计算公式,选取6种不同尺寸的柱-砂浆-瓷砖模型,采用有效模量法模拟混凝土柱收缩徐变对外墙瓷砖剪应力和侧向变形的影响,计算外墙柱混凝土收缩徐变和夏季极端高温作用下瓷砖层剪应力值与侧向变形值。结果表明：外墙瓷砖层实测温度值略低于模拟值;极端高温和混凝土收缩徐变作用下的剪应力值与变形值相差较小,因此,在外墙瓷砖设计时要考虑温度及混凝土收缩徐变两大因素,砂浆层厚度和柱纵向配筋率均是影响剪应力值和侧向变形值大小的主要因素;夏季极端高温环境下外墙瓷砖极有可能发生水平漂移,房屋周边道路均在瓷砖脱落范围之内。     

配筋对混凝土徐变的影响分析

基于龄期调整的有效模量法和内力重分布机理,引入钢筋修正系数预测钢筋混凝土的徐变并且推导出相应的计算公式。通过对相关数据进行拟合分析,验证钢筋修正系数的有效性和实用性。在此基础上,提出基于现行公路桥涵设计规范徐变模型的配筋混凝土徐变计算公式,并分析老化系数、配筋率、加载龄期等参数对徐变的影响。研究结果表明:配筋对混凝土徐变具有抑制作用;当配筋率很小时,配筋对混凝土的相对抑制作用最强,随着配筋率增大,相对抑制作用逐渐降低;加载龄期和配筋对混凝土徐变的影响有叠加作用,并且这种叠加作用不只是简单的线性叠加。     

混凝土结构三维徐变的有限元计算方法

由于传统的杆系有限元程序和公式解法不能精确考虑和计算混凝土结构的三维徐变和局部效应,因此提出了一种混凝土结构三维徐变的有限元计算方法.首先说明了三维徐变的计算原理,并对有限元计算过程中的主要模块进行了阐述.在此基础上,对一个钢筋混凝土柱算例模型进行计算,并与Dischinger公式算法进行对比;钢筋及混凝土应力、模型变形等与公式解法相差在5%以内.同时,采用该方法实现了对箍筋影响及结构局部应力分布的时变分析.最后,为分析剪切应力对徐变变形的影响,对一预应力钢筋混凝土梁进行了三维徐变计算,计算结果与试验值吻合良好.     

混凝土收缩徐变的长期效应对混合体系竖向变形差的影响

对于钢框架-钢筋混凝土核心筒混合体系,混凝土的收缩和徐变将直接影响混凝土筒体的缩短并通过连系梁影响钢柱的缩短,从而影响柱筒竖向变形差.本文采用由时间因子控制的.同时考虑施工过程及混凝土收缩徐变效应的位移法递推方程研究了上述问题.分析表明,混凝土收缩徐变的长期效应非常显著,湿度的减小将加剧这种影响.考虑截至结构主体施工完毕3年的混凝土收缩徐变时,结构顶部筒体的累积缩短值将超过钢柱的累积缩短值;钢柱轴力的增加一般超过10%;结构顶部楼层筒体的轴力将变为拉力;部分钢梁弯矩将发生反向.     

施工时间参数对混合体系竖向变形差的影响

利用考虑时间因子的有限元方法研究了钢框架-钢筋混凝土核心筒混合体系的竖向变形差问题.分析表明,施工方案中的时间参数可以确定结构计算中需要考虑的混凝土收缩徐变的数量和参与作用的时间,从而使混凝土收缩徐变对体系竖向变形差以及各构件内力分配的影响发生明显变化.适当增大结构混凝土部分相对于钢结构部分提前施工的层数是减小混凝土收缩徐变效应的较好方法.     

新旧钢筋混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应分析

为了研究旧桥横向拓宽时混凝土梁的收缩徐变效应,采用错位法对新、旧梁横向拼接后收缩徐变产生的应力重分布进行了分析,在不考虑重力情况下推导了拼接后新、旧梁横截面上的纵向应力及拼接处的纵向剪应力计算公式.以空心板梁为例,分析了由收缩徐变效应引起的新、旧梁上的纵向应力,比较了不同配筋率对板中纵向应力的影响.分析结果表明,新梁中的纵向拉应力可能会引起新梁横向开裂,纵向配筋率对混凝土梁的受力影响较大,而新旧梁拼接处的剪应力则较小.     

钢筋混凝土柱压弯承载力与刚度实用计算方法

框架柱作为竖向承重以及横向抗侧移构件,对其压弯性能研究尤为重要。利用ABAQUS软件建立三维实体模型,在与拟静力试验结果验证的基础上,进一步建立162根足尺钢筋混凝土柱有限元模型算例进行参数分析,探讨了各参数对柱的承载力、刚度的影响,提出了参数影响下的柱承载力、刚度实用计算公式。结果表明:(1)当轴压比小于或等于0.4时,随轴压比的增大,柱的压弯峰值承载力增大,当轴压比大于0.4时,随轴压比的增大,柱的压弯峰值承载力减小,提高纵筋配筋率与混凝土强度等级均能有效的增大柱的压弯峰值承载力,且提高纵筋配筋率的效果更好; (2)当轴压比小于或等于0.2时,随轴压比的增大,柱的弹性刚度增大,当轴压比大于0.2时,随轴压比的增大,柱的弹性刚度减小,提高纵筋配筋率与混凝土强度等级均能增大柱的弹性刚度;(3)提出的实用计算公式可较准确的反映有限元结果,可为实际工程中框架柱的设计作一定的参考。     

一种新型装配式框架边节点抗震性能试验研究

为研究预制梁、预制柱之间连接的抗震性能，设计了一种新型装配整体式钢筋混凝土框架边节点，并完成了1个整浇RC试件和2个纵筋搭接长度不同的装配式PC试件的低周反复载荷试验。研究了其破坏过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、强度退化及耗能能力等内容。结果表明：装配式试件与整浇试件具有相似的破坏过程，破坏模式为梁端塑性铰区弯曲破坏，节点核心区处于弹性状态，节点整体性能良好，承载能力、初始刚度和耗能能力与整浇试件相当。基于“钢筋直锚短搭接”高效连接技术的装配式框架边节点连接可靠、施工方便、质量可控，具有较好的工程应用价值。     

楼板配筋率对板筋参与梁端抗弯的影响

针对现浇楼板在框架梁端实际抗弯中具有参与作用的情况,采用有限元软件ABAQUS对不同楼板配筋率的钢筋混凝土框架结构在侧向荷载作用下的受力情况进行了分析.研究表明,现浇楼板配筋率会影响现浇楼板中的板筋在框架梁端实际抗弯的参与程度,在梁柱同等配筋的情况下,楼板配筋率高的框架梁端的实际承载能力要大于楼板配筋率低的结构的实际承载能力,因此,在进行有效翼缘宽度的选取时,应将现浇楼板配筋率列入考虑范围.     

基于ABAQUS的RC框架节点的有限元分析

文章应用有限元分析软件ABAQUS,采用混凝土损伤塑性模型对钢筋混凝土框架节点的性能进行了非线性有限元分析,其中混凝土与钢筋分别采用实体单元与桁架单元进行分离式建模,并使用Embed技术进行自由度的耦合。将试验结果与有限元分析进行对比,结果表明梁柱节点自由端在竖向单调加载作用下的荷载位移曲线与试验结果比较吻合,计算的变形模式同试件破坏形态一致。文中采用参数分析,探讨了混凝土膨胀角、黏性系数及损伤因子对计算结果的影响,为实际工程中的节点设计提供试验与理论依据。