钢筋与混凝土间的黏结滑移在ANSYS中的模拟

在有限元计算分析中，钢筋与混凝土间的黏结滑移需要用特殊的单元来进行模拟．为了寻找一条简便有效的方法，基于Houde黏结滑移理论，在ANSYS中用COMBIN39三维非线性弹簧单元来模拟钢筋与混凝土间的黏结滑移取得了很好的效果、因此可以用COMBIN39单元来模拟钢筋与混凝土间的黏结滑移．     

高温后高强混凝土剪切裂缝与拉剪箍筋销栓作用

为研究高温后高强混凝土的剪切裂缝和拉剪箍筋销栓作用,浇筑了两种强度高强混凝土Z形试件.分别对试件进行了200,400,800°C的高温试验,通过高温后试件的直剪试验,研究了温度和混凝土强度对剪切裂缝的影响.基于弹性地基梁理论建立了箍筋销栓作用模型,结合实测的剪切裂缝宽度和裂缝滑移,计算得到高温后高强混凝土与箍筋之间的销栓剪应力.研究结果表明:除200°C以外,高强混凝土的裂缝峰值位移(裂缝峰值宽度和裂缝峰值滑移)随温度的升高而增大;无论经历多高的温度,混凝土的强度越高,裂缝峰值位移越小;箍筋的销栓剪切应力与裂缝滑移呈线性关系,销栓剪切刚度随温度的升高而降低,随混凝土强度的增大而增大;销栓剪切应力随温度的升高而增大,随混凝土强度增大而减小.     

外包花纹钢-混凝土组合梁滑移性能分析

针对钢-混凝土组合梁抗滑移性能的不足,文章提出了一种外包花纹钢-压型钢板混凝土组合梁,利用外包钢梁的凸起花纹来增强钢梁与混凝土的共同作用;为研究抗滑移连接度对外包花纹钢-混凝土组合梁抗滑移性能的影响,共设计6根足尺简支组合梁;对试验所得的荷载-跨中挠度曲线、荷载-端部滑移曲线和滑移沿梁长分布曲线进行了研究分析,建立了外包花纹钢-混凝土组合梁的滑移简化计算模型,推导出滑移微分方程,求解了在不同荷载方式作用下的滑移理论计算公式;考虑到滑移效应引起的附加挠度,提出组合梁在滑移影响下的跨中挠度理论计算公式;将试验测得的数据与理论计算结果进行比较,两者吻合较好。     

弯曲裂缝引起FRP混凝土界面剥离的数值分析

目的找出混凝土裂缝扩展对纤维增强材料FRP与混凝土界面粘结性能的影响规律.方法基于断裂力学理论,采用商业软件ANSYS中的界面单元模型(Cohesive Zone Model CZM),模拟素混凝土梁跨中I型裂缝扩展以及FRP与混凝土界面II型裂缝的扩展过程.结果随着混凝土裂缝的扩展,加固梁承载力出现两个峰值:第一个峰值出现在混凝土宏观裂缝扩展的起始点,此时FRP布的应力低于500 MPa,FRP与混凝土界面切应力在混凝土裂缝附近较大,其余部分切应力及界面滑移量基本为零,界面处于完全粘结状态.第二个峰值出现在FRP与混凝土界面发生剥离时刻,之后界面剥离从混凝土跨中裂缝位置向梁端部扩展,加固梁的承载力保持在第二个峰值上,FRP布应力达到1 480 MPa,界面粘结切应力及滑移量向FRP端部移动,跨中完全剥离的界面,切应力降为零,滑移量保持不变.结论计算得到的荷载随混凝土开裂的变化趋势及峰值荷载与试验值吻合较好,说明笔者提出的数值模拟方法能较准确地预测CFRP加固带缝混凝土梁的承载力.     

钢筋混凝土构件非线性有限单元法分析

本文选取了适于混凝土材料的非线性本构关系，考虑了钢筋与混凝土之间的粘结滑移及混凝土开裂后骨料的咬合力作用，编制了计算机程序。该程序可用于分析钢筋混凝土构件在多种荷载工况下，由加荷、开裂直到破坏的全过程分析。为节省计算时间，本文提出对三角形混凝土元隔单元进行强度判断的方法。程序中，还对钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系及不同的裂缝模型对计算结果的影响进行了分析；应用该程序计算了三十一根试验梁，结果是比较满意的。     

钢筋混凝土结构粘结滑移关系的应力函数法

通过分析试验资料，应用应力函数建立了钢筋混凝土梁在载荷作用下纯弯段钢筋与混凝土粘结应力与滑移量之间的关系，考虑了材料的非线性、混凝土的厚度、裂缝问距、材料的弹性模量等因素的影响，且与试验结果符合较好．     

钢筋与混凝土的结合与滑移

本文主要研究钢筋混凝土轴心受拉和受弯等构件中两根主生裂缝之间的钢筋与混凝土的结合(过去常称为粘结或握裹)与滑移关系。提出了一种较简单的结合应力分布的计算模式,能据以计算裂缝间区段中各点的应变、应力、滑移,结合应力与滑移的关系,以及截面的刚度和裂缝的宽度等。又作了轴对称的有限元分析,能估算次生裂缝出现时的荷载以及次生裂缝出现后的端部滑移。本文所得结果可供钢筋混凝土构件的裂缝和刚度计算以及在应用有限元法进行钢筋混凝土结构的非线性分析时参考。     

大体积混凝土结构裂缝的控制

混凝土在施工环境、工艺过程的控制程度不同的影响下,每个环节都会为混凝土开裂埋下隐患,这对混凝土的质量有直接的影响,通过分析混凝土在施工中产生裂缝的原因和影响因素,提出了控制混凝土裂缝的措施。主要对混凝土的塑性裂缝、混凝土的温度裂缝、混凝土施工缝渗漏等裂缝产生的原因进行了理论分析,通过工程实例来进一步说明。     

浅谈沥青混凝土路面面层滑移裂缝产生的原因及控制措施

分析了沥青混凝土路面面层产生滑移裂缝现象的原因,提出了在施工中应采取的控制措施。     

铁路混凝土箱梁钢筋锈蚀后其挠度和 裂缝宽度取值研究

为了研究钢筋锈蚀下混凝土箱梁挠度和裂缝宽度的变化,基于梁截面平衡和变形协调,引入锈蚀钢筋混凝土梁非线性本构关系,建立了箱梁受弯挠度和裂缝宽度解析表达式。针对铁路简支箱梁算例,研究了混凝土性能退化和钢筋锈蚀对梁挠度和裂缝宽度的影响;并和铁路桥梁规范中挠度和裂缝宽度的规范值进行了对比分析。结果表明:混凝土性能的退化对梁挠度和裂缝宽度影响很小;锈蚀钢筋力学性能的退化和锈蚀黏结滑移对挠度和裂缝宽度具有较大影响。当锈蚀率小于1.5%时,挠度和裂缝宽度均小幅减小;当锈蚀率超过1.5%后,挠度和裂缝宽度随着锈蚀率的增加开始增大。针对规范中挠度和裂缝宽度公式,提出了锈蚀黏结滑移修正系数,修正后的规范值与解析解吻合良好。     

铁路混凝土箱梁钢筋锈蚀后其挠度和裂缝宽度取值

为了研究钢筋锈蚀下混凝土箱梁挠度和裂缝宽度的变化,基于梁截面平衡和变形协调,引入锈蚀钢筋混凝土梁非线性本构关系,建立了箱梁受弯挠度和裂缝宽度解析表达式。针对铁路简支箱梁算例,研究了混凝土性能退化和钢筋锈蚀对梁挠度和裂缝宽度的影响;并和铁路桥梁规范中挠度和裂缝宽度的规范值进行了对比分析。结果表明:混凝土性能的退化对梁挠度和裂缝宽度影响很小;锈蚀钢筋力学性能的退化和锈蚀黏结滑移对挠度和裂缝宽度具有较大影响。当锈蚀率小于1.5%时,挠度和裂缝宽度均小幅减小;当锈蚀率超过1.5%后,挠度和裂缝宽度随着锈蚀率的增加开始增大。针对规范中挠度和裂缝宽度公式,提出了锈蚀黏结滑移修正系数,修正后的规范值与解析解吻合良好。     

锈蚀钢筋与TRC约束混凝土黏结滑移本构关系

采用试验和理论分析相结合的方法,基于电化学锈蚀中心拉拔试验,研究在有无纤维编织网增强混凝土(TRC)约束下,对不同电化学锈蚀率变形钢筋与混凝土界面黏结性能的影响,并且对试件破坏形态以及黏结滑移曲线等进行了分析研究.研究结果表明:在无TRC约束的情况下,锈蚀钢筋与混凝土极限黏结应力随锈蚀率增加而降低,尤其是混凝土产生锈胀裂缝后极限黏结应力下降明显;TRC约束对锈蚀钢筋与混凝土的黏结性能尤其是锈蚀程度较大的试件有很好的改善作用;对于产生锈胀裂缝的试件,TRC约束具有良好的限制试件开裂以及提高极限黏结应力的作用,同时TRC约束对维持锈蚀钢筋与混凝土的黏结刚度也有明显效果;最后建立了TRC约束混凝土与锈蚀钢筋上升段的黏结滑移本构关系.     

探讨混凝土施工产生裂缝的原因以及预防方法

混凝土板施工的关键是防止混凝土开裂。运用温度裂缝控制理论，找到影响裂缝的主要原因，采取有效措施进行控制，混凝土未出现裂缝。工程竣工后，经过1年多实践证明，转换层厚板没有发生裂缝，保证了工程质量。     

基于黏结-滑移效应的钢筋混凝土梁裂缝宽度数值计算

基于黏结-滑移理论对钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的计算进行说明,指出采用数值计算方法进行分析的必要性.在综合考虑钢筋与混凝土间的黏结-滑移效应、裂缝间混凝土拉伸硬化效应以及材料非线性本构关系等问题的基础上,建立钢筋混凝土梁构件裂缝宽度计算的数值模犁.以8根HRB500级高强钢筋混凝土梁受弯开裂试验为例,将试验结果、规范公式计算结果以及数值模型预测结果进行对比分析.研究结果表明:试验梁短期最大裂缝宽度的模型预测结果与试验结果较符合,两者比值的均值为1.098,变异系数为0.146 5;而规范公式计算值则普遍大于试验值,需要进行适当修正.取等间距开裂的模型梁进行算例分析,得出平均裂缝宽度预测值与规范公式的计算值较吻合,进一步验证了该数值计算模型是一种有效的、准确的裂缝宽度分析方法.     

混凝土内时损伤本构模型

应用内时理论和损伤力学建立了混凝土内时损伤本构模型。该模型的特点是：混凝土的弹塑性特性由内时理论描述，而微裂缝由损伤力学来描述。前者使本构模型摆脱了一般弹塑性模型中的屈服面的概念，从而简化了非线性计算过程；后者使微裂缝引起的软化、休积膨胀等效应都可由损伤变量来考虑，从而既反映了混凝土的本质特性，又使模型的参数和基本方程大大减少。应用本文建议的本构模型于各种实例分析中，所得计算结果与试验结果符合较好。     

均布荷载下型钢混凝土简支梁的滑移位移计算

在型钢混凝土粘结滑移的实验研究基础上,对均布荷载形式下型钢混凝土粘结滑移的分布规律进行了分析.由弹性力学理论,推导了型钢混凝土简支梁在均布荷载作用下滑移位移的函数关系式,并进行了数值计算与分析.计算表明,构件中型钢与混凝土界面的相对滑移的基本特征,与相关试验结论相一致.研究结果可以用来描述型钢混凝土界面的相对滑移规律,同时为研究型钢混凝土构件粘结滑移本构关系奠定理论基础.     

桥面铺装混凝土早期裂缝控制

对桥面铺装混凝土早期裂缝产生的原因进行了理论分析。根据分析结果，采用混凝土温度应力试验机，在优选骨料的基础上对掺加不同掺和料、膨胀剂和聚丙烯纤维的混凝土早期裂缝进行了试验研究。通过对试验过程的对比分析，阐明混凝土成分对早期裂缝的影响，其中膨胀能转化为膨胀变形和掺粉煤灰及聚丙烯纤维，可使应力储备增大，裂缝温度降低，综合抗裂性能增强。最后给出了改进控制桥面铺装混凝土早期裂缝的设计和施工方法。     

钢筋与混凝土间粘结应力—滑移关系的应力变分模型

在分析试验资料的基础上，应用应力变分法建立了钢筋混凝土梁在集中荷载作用下钢筋与混凝土间的粘结滑移模型。该模型既能圆满地满足边界条件，又综合考虑了材料特性、保护层厚度等因素的影响及粘结滑移关系沿钢筋位置的变化，且与试验结果符合较好，为研究钢筋混凝土构件的刚度、变形和裂缝宽度及应用有限单元法分析钢筋混凝土结构的非线性性能提供了一个较实用的模型。     

建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨

目前，混凝土裂缝是建筑施工中存在比较突出的问题，且近年来情况有严重的趋势，一直以来它困扰着相关工作人员，是建筑施工中迫切需要解决的技术难题。现就这问题主要从建筑施工中混凝土裂缝产生的原因、建筑施工中混凝土裂缝的控制技术这两个方面探讨建筑施工中混凝土裂缝控制技术，具体对混凝土裂缝产生的原因进行剖析，对混凝土裂缝控制技术提出几点意见。     

水灰比对裂缝钢筋与混凝土粘结性能的影响

针对大气环境和氯盐侵蚀环境中带预制裂缝钢筋与混凝土粘结滑移性能进行研究.通过实验室模拟亚热带沿海地区工作环境,对具有不同水灰比带初始裂缝梁试件,经海水浸泡180 d干湿循环或大气环境180 d作用下,着重研究水灰比对钢筋与混凝土之间粘结性能影响.结果表明:在海水腐蚀环境下峰值滑移,随着水灰比减小而减小;在大气环境下,峰值滑移随着水灰比变化规律不明显.极限粘结应力随着水灰比减小而增大.