RC空间框架结构竖向倒塌分析模型及验证

为研究钢筋混凝土(RC)空间有板框架结构竖向倒塌机制,探索该类结构竖向倒塌的数值模拟方法,在已完成的一个1∶3缩尺RC空间有板框架结构试件拟静力加载试验的基础上,建立该框架的有限元精细化模型,采用ABAQUS有限元软件完成了结构竖向倒塌全过程模拟。混凝土的本构关系采用ABAQUS提供的损伤塑性模型,钢筋材料采用弹塑性模型并引入延性损伤断裂准则,考虑钢材的损伤演化规律;材料参数根据材性试验数据确定,考虑单元之间的约束条件;按照试验加载方式进行模拟,通过能量时间历程保证求解结果的稳定性;采用显式算法进行求解,通过定义合理时间步长、定义光滑幅值曲线加载、采用瑞雷阻尼降低计算结果振荡、采用质量放大命令来加速计算等措施达到模拟计算静力问题的目标;并将模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:ABAQUS混凝土损伤塑性模型和钢筋延性损伤断裂准则的引入能够较好地模拟结构竖向倒塌试验全过程;在措施合理的前提下,显式求解算法用于求解静力问题具有较高的计算效率和精度;模拟结果与试验结果的框架荷载-位移曲线、破坏特征、钢筋应力等吻合良好。建立的倒塌分析模型可为研究RC框架结构竖向倒塌破坏机理和倒塌模拟提供参考。     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

钢筋混凝土管柱-钢桁架混合结构抗震性能

以某钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构为背景,采用集中塑性铰有限元模型,对该结构进行动力弹塑性计算,分析了该结构的破坏机理.基于结构内容物的抗震设防指标,评价了结构的抗震性能水准,研究了钢筋混凝土管柱纵筋配筋率和壁径比对混合结构抗震性能的影响.研究表明,在7度罕遇地震作用下,该结构满足基于内容物的抗震设防基本要求;结构破坏集中在柱根,为单道防线的柱铰破坏模式;角柱与内柱为结构薄弱环节;钢桁架屈服杆件主要分布在悬挑端及与柱头连接的区域;建议该结构的柱纵筋最小配筋率不小于0.5%,柱壁径比不小于0.100.     

基于精细有限元分析的既有RC框架结构破坏机理

在三层既有框架结构现场推覆试验的基础上,建立该试验框架的精细化有限元模型。通过动力特性分析及Pushover分析,讨论试验框架的动力特性、荷载-位移曲线、钢筋应力及混凝土损伤分布,得到结构破坏过程中底层框架柱的剪力需求,并与各主要国家规范的抗剪承载力计算结果进行比较。研究结果表明:精细化模型能较好地模拟剪切破坏发生前试验框架的荷载-位移曲线,反映试验框架由于底层柱端配箍不足而导致的弯-剪破坏;各规范公式计算的抗剪承载力存在一定的离散性。     

高层混凝土剪力墙置换加固与施工监测

置换混凝土加固是处理混凝土强度偏低或有严重缺陷的有效方法之一。针对某高层住宅高位楼层局部剪力墙混凝土强度不满足设计强度的问题,采用微膨胀水泥基灌浆料进行分段置换。设计了详细的分段置换方案;采用PKPM软件分析墙体拆除过程中承载力、变形发展情况;在此基础上,制定必要的支撑方案;采用裂缝监测、位移监测、应变监测手段对施工过程进行控制,确保施工过程安全。施工完成后的持续监测和超声波检测结果显示该置换方案满足设计要求,并达到预期加固效果。     

既有钢筋混凝土框架抗剪能力分析

为研究既有结构地震损伤直至破坏的特点,选取1栋20世纪80年代初建造的钢筋混凝土框架结构的一榀单跨平面框架进行Pushover分析。基于OpenSees分析平台,得出结构破坏过程中塑性铰截面处的剪力需求,并与现行规范中的截面抗剪能力进行比较。研究结果表明:结构在出现塑性铰的过程中,将出现脆性剪切破坏;结构的破坏机理是底层柱发生弯曲-剪切破坏。建议对既有建筑结构进行抗震评估时,必须考虑梁、柱剪切破坏模式。该方法可用于结构抗剪能力及延性的初步评估。