多层住宅新型复合结构的Pushover分析及支撑优化

通过对柔性梁柱加“人字”支撑的新型住宅复合结构的静力弹塑性(Pushovei)分析,进行了抗震性能评 估,并优化了结构构件截面．采用250mm×250mm的梁柱截面、120mm×120mm的支撑截面及正常配筋所 形成的复合结构,满足按9度抗震设防(多遇地震)的抗震能力和延性要求以及8度罕遇地震的抗倒塌验算． 其耗能机制为“混合机制”,塑性铰出现的位置及顺序为:支撑、梁端、柱下端、柱上端,因此满足“强柱、中 梁、弱支撑”多道抗震防线的抗震要求．在柱截面不改变的情况下,薄弱层出现在底层,最大层间位移满足 罕遇地震作用下结构薄弱层弹塑性层间位移的要求．计算分析得出合理的支撑与柱的抗侧刚度比在4-10 之间;最后优化了支撑截面．     

竖向荷载下新型住宅复合结构试验研究

通过对用于住宅的一榀新型复合结构模型在竖向荷载作用下的试验,研究了复合结构在正常使用阶段和承载力极限状态时梁柱及支撑的各截面应力、裂缝、变形和破坏形态.结果表明,一榀六层复合结构,在梁柱截面为250 mm×250 mm,支撑截面为120 mm× 120 mm,承载面积为4.2 m ×4.2 m的情况下,荷载达到一般住宅竖向荷载标准值,梁的裂缝和挠度均小于规范值;当达到设计值时,支撑和底层柱所需要的配筋仅为构造配筋,而梁最大弯矩截面的配筋率仅需0.25%,即新型复合结构满足住宅结构在竖向荷载组合下可靠性要求.复合结构在竖向荷载作用下的破坏形态为梁铰机构体系.     

新型空间住宅延性结构体系的研究

提出一种新型高效空间住宅延性结构体系。该体系采用由构造柱、延性梁和支撑组成的延性支撑结构代替原住宅中的承重砖墙,由构造柱、延性梁组成的延性框架结构代替原住宅中的自承重砖墙的空间延性结构体系,不仅使住宅满足高效实用、灵活多样的居住空间,而且还可彻底取代粘土砖。     

新型复合结构拟静力试验的变形和裂缝

针对用于代替粘土砖住宅结构的钢筋混凝土柔性梁柱加"人字"支撑形成的复合结构,采用1∶2的试验缩尺模型,根据抗震试验规程和理论计算的开裂荷载、屈服荷载及7,8和9度地震作用,设计出加载方案,进行了拟静力-低周反复荷载试验,研究该复合结构模拟地震作用下的刚度和裂缝.试验结果表明,该复合结构在水平低周反复荷载作用下,首先在2个支撑上出现多条较均匀的裂缝;然后梁截面和柱顶、底截面混凝土相继开裂.在水平力相当于9度多遇地震作用时,其裂缝最大宽度小于0.3mm、最大层间位移小于弹性层间位移限值,即复合结构满足正常使用极限状态的要求.引入了综合循环刚度的概念,绘出了刚度退化曲线,探讨了复合结构刚度及强度的退化规律.     

上弦杆截面变化对拱式渡槽结构受力性能影响研究

为明确上弦杆截面变化对拱式渡槽结构受力性能的影响,优化拱式渡槽结构上弦杆截面尺寸。文中以一跨度40 m,矢高7.4 m的上承式空腹桁架拱式渡槽为研究实例,利用三维有限元软件MIDAS/CIIVL建立上弦杆不同截面尺寸的空腹桁架拱模型,分析上弦杆截面尺寸变化对该拱式渡槽支撑结构体系——上承式空腹桁架拱各组成杆件受力性能的影响。结果表明:上弦杆截面尺寸变化对其自身、拱脚、下弦杆的变形、应力等受力性能有较大影响,对渡槽整体结构的稳定性影响也较大,对支撑结构其他组成构件的受力性能影响较小。在满足混凝土抗拉、抗压强度设计规范的基础上,为使该渡槽结构既安全又经济,建议选用上弦杆截面尺寸为30 cm×45 cm的方案较为合理。     

多层住宅新型复合结构空间弹塑性时程分析

针对用于代替黏土砖住宅结构的新型“人”字支撑复合结构进行了空间弹塑性时程分析,研究了新型复合结构用于多层住宅的抗震性能。选择了三种地震波,计算了采用新型复合结构的某6层住宅在三种地震波作用下的一系列响应,得出该实例住宅的薄弱层均为第三层;在三种多遇地震波作用下,柱子和支撑轴压比均满足框架结构柱轴压比限值,梁、柱及支撑结构在最不利内力组合下的配筋在合理范围内;在三种罕遇地震波作用下,最大层间位移角均满足钢筋混凝土框架一剪力墙结构限值。结果表明新型复合结构用于多层住宅具有良好的空间抗震性能。     

不同的配钢对SRC受弯构件延性的影响

采用弯矩－曲率法分析不同形式的配钢对（颈性钢筋混凝土）ＳＲＣ受弯构件截面延性的影响。并通过对一组相同面积、不同形式钢材截面延性的分析与比较，提出劲性钢筋混凝土受弯构件截面延性提高，屈服强度变化不大的配钢形式。     

增大柱截面与碳纤维复合节点加固有限元分析

目的模拟不同加固方式对钢筋混凝土框架梁柱节点力学性能的影响,找出合理的加固方案,进而提高结构耐久性.方法以核心区少配箍筋的框架十字型节点为研究对象,采用增大柱截面与碳粘贴碳纤维复合的加固方法来实现对钢筋混凝土框架梁柱节点的加固,利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟.结果增大柱截面加固节点极限承载力平均提高92%,延性平均提高34%,刚度平均提高4%;碳纤维布加固节点,极限承载力平均提高44%,延性平均提高55%,刚度平均提高67%;增大柱截面与碳纤维复合加固节点极限承载力平均提高157%,延性平均提高86%,刚度平均提高79%.结论不同加固方案改变了试件的破坏形态,由脆性破坏变为延性破坏,破坏点均发生在梁端.相比增大柱截面方法加固节点和碳纤维加固节点方法,采用增大柱截面与碳纤维复合加固的方法对试件极限承载力、延性、刚度都提高显著.     

区域约束混凝土短柱正截面承载力分析

区域约束混凝土改变了构件的破坏形态,即使在小偏压情况下,也能保证构件为延性破坏;与传统钢筋混凝土相比,区域约束混凝土有效提高了结构的延性及承栽力,从而减小构件截面,降低材料消耗,节约能源,提高结构安全度.就短柱正截面承载力问题进行了探讨,并提出了相应计算方法.     

橡胶集料对钢筋混凝土梁截面延性影响的理论分析

橡胶集料掺入混凝土中改变了混凝土的应力应变关系,应力应变关系的变化对钢筋混凝土梁截面的延性产生了重要影响.以橡胶集料混凝土受压应力应变关系为出发点,建立了掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁截面的曲率延性系数模型.结合材料性能试验,通过具体实例分别计算出了普通和掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁截面的曲率延性系数.结果表明橡胶集料能够显著提高钢筋混凝土梁截面的延性.     

农村公路生命防护工程低成本柔性护栏研究

为设计出一种适用于中国农村公路的低成本柔性护栏,文章针对农村公路路侧防撞设施安全隐患较多的现状,以国家相关标准为设计依据,运用有限元数值分析方法,建立汽车-护栏有限元碰撞分析模型;并利用正交试验设计方法对缠绕挂接式柔性护栏进行尺寸优化设计,得到柔性护栏的最优尺寸组合为立柱间距3 500mm、立柱截面尺寸95mm×45mm、立柱壁厚3mm;对最优尺寸进行安全性验证和经济性分析得出:小型客车质心最大加速度为11.4g,中型客车和中型货车的横向动态最大偏移量分别为910、814mm,护栏安全性良好;优化后的柔性护栏造价约100元/m,经济性良好,适合在农村公路生命防护工程中推广应用。     

橡胶集料对钢筋混凝土梁截面延性影响的理论分析

橡胶集料掺入混凝土中改变了混凝土的应力应变关系,应力应变关系的变化对钢筋混凝土梁截面的延性产生了重要影响.以橡胶集料混凝土受压应力应变关系为出发点,建立了掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁截面的曲率延性系数模型.结合材料性能试验,通过具体实例分别计算出了普通和掺加橡胶集料的钢筋混凝土梁截面的曲率延性系数.结果表明橡胶集料能够显著提高钢筋混凝土梁截面的延性.     

钢筋混凝土矩形柱截面曲率延性系数概率分析

把钢筋混凝土柱的设计参数,如轴向力,箍筋配筋率,材料强度和截面几何尺寸看做随机变量,采用Monte-Carlo随机模拟法,分析了受矩形箍筋约束的矩形截面柱曲率延性系数的概率特性,近似得出曲率延性系数的概率分布函数的特征值,分析了轴向力,体积配箍率,混凝土强度等对截面曲率延性系数概率特征的影响。     

柱帽尺寸对板柱结构受力性能的影响

为利于无梁结构体系设计的优化,针对不同尺寸柱帽的板柱结构进行数值建模,以分析无梁楼盖体系在不同尺寸柱帽下的受力性能。研究发现,板柱结构的受力性能随着柱帽张角、高度、拖板尺寸的增大在一定范围内有所增加,当超过一定尺寸时受力性能反而降低。为了使板柱结构达到较为理想的受力性能,又能经济实用,建议采用张角在45°~55°内,高度为350~400 mm,托板尺寸在2 800 mm×2 800 mm~3 200 mm×3 200 mm区间的柱帽。     

高性能纤维增强混凝土与筋材复合体系拉伸性能研究

超高性能混凝土（UHPC）具有优异的抗压强度，而超高延性水泥基复合材料（ECC）具有优良的拉伸应变强化能力，二者均属于高性能纤维增强基材。纤维增强复合材料筋（FRP bar）具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性能好的优点。高性能基体与高强度筋材的结合使用，有望解决传统钢筋混凝土结构的耐久性问题，同时保证结构体系的承载能力。选取力学性能不同的3种基体（普通混凝土、ECC和UHPC）与2种筋材（钢筋、BFRP筋），在其材料性能试验基础上，对其组成的6种配筋复合体系进行了轴拉试验。试验结果表明，复合材料的拉伸性能受多种因素的影响。高性能基材可以有效地提升构件强度，但复合体系的变形能力由基材与筋材中应变能力较弱的一方决定；高性能基材所提供的抗拉贡献和应变软化会导致复合体系提前进入破坏状态，反而降低了体系的延性（拉伸变形能力）。初步证明，基于高性能材料的结构构件设计必须综合考虑材料各自的力学性能和材料间相互作用造成的综合影响。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土单侧加固柱受力性能模拟分析

为研究旧钢筋混凝土柱单侧加固后的受力性能，文章采用ABAQUS有限元软件，针对其不同加固截面尺寸、不同侧向力方向、不同初始轴压比等情形，进行单调水平荷载作用下的模拟分析，并与未加固旧柱对比。研究结果表明：加固后钢筋混凝土柱在2个主轴方向侧向承载力显著提高，且随加固截面尺寸的增大而提高，但延性变化不显著；轴压比越大，柱在2个主轴方向的侧向承载力提高越显著，但后期延性下降更明显。     

某六层框架结构空间整体分析与优化

本文应用有限元分析软件ANSYS对某六层钢筋混凝土框架结构进行了整体静力分析、模态分析和地震反应谱分析,同时以造价和延性两个指标作为目标函数,分别以各层梁、柱截面尺寸作为设计变量,对结构进行优化设计。     

压弯钢筋混凝土柱正截面极限承载力的预测 --基于BP神经网络技术

提出双向压弯钢筋混凝土柱正截面极限承载力的预测模型．以影响钢筋混凝土柱正截面极限承载力的主要因素（如：截面尺寸、混凝土强度、加载角度及配筋率等）为参数。用数值模拟结果为训练样本,建立了柱正截面极限承载力的BP神经网络预测模型。经验证。该模型对双向压弯钢筋混凝土柱正截面极限承载力具有良好的预测效果。     

隐形密框复合墙体结构的框格优化

基于非线性分析程序ABAQUS,对隐形密框复合墙体中隐形密框的轴压受力过程进行了数值分析,利用验证后的模型对隐形密框中的框格进行优化,分析了参数包括框格的高宽比和肋柱尺寸。结果表明:肋柱是墙体的主要受力构件;肋柱总截面面积不变时,每个肋柱直径为49 mm时,密框结构轴压承载力最高,延性最大。     

新型钢筋混凝土复合剪力墙抗震性能试验研究

在现有结构体系的基础之上,提出了一种新型格撑式复合剪力墙,通过对二榀格构复合剪力墙和一榀带边框的钢筋混凝土剪力墙的对比试验,着重研究了复合前剪力墙的抗震性能、延性和耗能能力;给出了复合剪力墙的滞回曲线,恢复力计算模型,试验结果表明：这种复合剪力墙具有良好的延性和耗能性能。