火灾作用下钢筋混凝土梁温度场数值模拟及试验验证

为研究钢筋混凝土梁在火灾作用下抗火性能,利用有限单元法与有限差分法混合解法,给出钢筋混凝土梁截面高温下温度分布数值计算方法,并编制数值模拟程序以分析高温下钢筋混凝土梁瞬态温度场。采用该分析程序计算结果与火灾试验结果对比分析,计算数据与试验结果吻合,表明此计算方法切实可行,数值模拟程序可较好预测钢筋混凝土梁火灾下截面温度场的分布。     

钢筋混凝土框架结构火灾反应分析

在钢筋混凝土框架模拟火灾试验和混凝土高温上本构关系试验基础上，根据不稳定抛弃讯理论和非线性直接刚度法，对钢筋混凝土框架在火灾进程中的温度反应和结构反应进行了非线性有限元分析。其中，考虑了钢筋的存在对温度分布的影响以及混凝土和钢筋在高温下的卸载规律对结构内力重分布所起的重要作用和高温瞬时徐主的影响。     

高温下钢筋混凝土梁-柱节点的力学性能演化机制

为研究钢筋混凝土框架梁?柱节点的火灾行为及其相互约束作用随温度的变化规律,开展了荷载?高温耦合作用下的钢筋混凝土框架梁升降温全过程的结构试验。在试验的基础上采用VULCAN程序进行了恒定荷载作用下框架梁单独受高温、梁?柱同时受高温,梁?柱节点弯矩?转角关系的火灾响应数值分析。结果表明,钢筋混凝土框架梁?柱节点的转动约束强度随温度的升高而降低,梁?柱节点转角峰值相较于弯矩峰值具有滞后效应。     

钢筋混凝土构件温度场的非线性有限元分析

在火灾作用下，钢筋混凝土构件温度场的确定不仅是构件高温力学性能分析的重要前提，也是制定灾后结构修复加固方案的重要依据.该文利用加权余量法中的Galerkin法和向后差分法，推导并建立了用于钢筋混凝土构件温度场计算的有限元方程.分析中考虑了混凝土热工性能参数随温度变化的特性，并采用热流平衡迭代过程来提高温度场的求解精度.在理论研究的基础上，以Matlab语言为开发平台，编制了钢筋混凝土构件温度场分析程序TFARC(Temperature Field Analysis of RC)，可以进行稳态、线性瞬态以及非线性瞬态温度场的分析.最后，利用程序的数值计算结果与试验数据及有精确解的温度场问题进行了对比研究，结果表明利用该程序进行钢筋混凝土构件的温度场分析是可靠的.     

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．     

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。     

火灾高温下隧道衬砌管片力学性能试验

为了获得隧道衬砌管片在火灾高温时的力学性能与响应,对钢筋混凝土及钢纤维混凝土两种管片开展了不同温度-荷载工况下的火灾试验研究.试验中升温曲线采用碳氢(HC)曲线.试验结果表明,在火灾高温作用下,衬砌管片的内力状态发生显著变化,相当于经历了加卸载作用,加重了损伤.初始预加荷载显著影响衬砌管片高温后承载力的大小,初始预加荷载越大,高温后的承载力越小,且钢筋混凝土管片高温后的承载力要大于钢纤维混凝土管片.对于钢筋混凝土管片,最高温度显著影响管片高温承载力的大小,最高温度越高,高温承载力越小;而对于钢纤维混凝土管片,最高温度的影响相对较小.     

RC梁冲击破坏机理试验研究与残余变形预测方法探讨

进行了3根剪跨比为3.58钢筋混凝土梁的落锤冲击试验和1个静力对比试验,重点研究钢筋混凝土梁在冲击荷载作用下的破坏机理和冲击能量对钢筋混凝土梁残余变形的影响规律.试验结果表明,在静力下发生弯曲破坏的梁在低速冲击下的裂缝形态以弯曲裂缝、弯剪裂缝为主,在高速冲击荷载作用下以腹剪裂缝为主.试验测试了冲击力、支座反力、跨中位移和跨中纵筋应变等动态时程曲线,通过分析其动态时程曲线结果,获得了钢筋混凝土梁的冲击破坏机理,即冲击作用下梁的破坏过程分为局部响应阶段和整体响应阶段.同时,还统计了国内外相关文献冲击试验结果,通过比较分析钢筋混凝土残余变形-冲击能量关系实验数据,探讨了冲击荷载作用下钢筋混凝土梁残余变形的经验公式的适用性和存在的问题.     

周期反复荷载下L型截面柱的试验研究

本文通过对十二根试件的试验，研究了轴压比、箍筋的配筋率、纵筋的配筋率对Ｌ型截面柱子的破坏形态、滞回曲线和延性的影响。本文把单调加载的钢筋混凝土压弯构件承载力的计算结果与本文的试验结果作了比较。证明用单调加载的钢筋混凝土压弯构件承载力计算方法来计算反复荷载作用下的钢筋混凝土压弯构件的承载力是安全的。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁动力响应的数值分析

由于爆炸荷载具有峰值压强大、作用时间短的特点,钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应较为复杂。为了深入研究钢筋混凝土梁的抗爆性能,应用瞬态动力分析软件LS-DYNA建立了钢筋混凝土梁的三维有限元模型。数值模型中钢筋混凝土采用分离式模型,并且考虑了钢筋和混凝土材料的应变率效应。对已有文献中的钢筋混凝土梁承受爆炸荷载的试验进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行了对比分析,结果表明所采用的数值模型可以较好地模拟爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动力响应。在此基础上,研究了钢筋混凝土梁在不同爆炸荷载作用下的破坏模式。分析结果表明,随着峰值压力的增加,钢筋混凝土梁的破坏模式由弯曲破坏转变为剪切破坏。     

钢筋混凝土板模态频率的温度效应分析及剔除方法

考虑到温度荷载作用下钢筋混凝土梁桥的模态参数产生变异,进而导致基于动力指纹的桥梁损伤辨识方法精度降低甚至失效。以钢筋混凝土板为例,提出了一种考虑内部温度不均匀分布特性的模态频率温度效应剔除方法。首先,采用主成分分析算法,提取温度主成分,构造了预测模型输入参数;其次,通过遗传优化支持向量回归,建立了钢筋混凝土板模态频率预测模型;最后,结合钢筋混凝土板模态频率长期观测值,基于训练好的遗传优化支持向量回归模型,剔除温度对模态频率的影响。试验结果表明,该方法能够准确预测不同温度分布状态下的模态频率,并有效剔除温度引起的模态频率变化。     

T形截面桩框架边节点的抗震性能

本文报告了五个钢筋混凝土Ｔ形截面柱框架节点在低周反复荷载作用下的试验结果，分析了梁纵筋的锚固、节点和延性和耗能能力，并根据试验结果提出了抗剪承载力公式及若干设计建议。     

高温后钢筋混凝土黏结性能试验研究

对在不同受热温度、冷却方式和加载制度下钢筋混凝土黏结性能进行试验研究,分析了不同条件下钢筋混凝土的黏结-滑移曲线和极限黏结应力、极限滑移.钢筋混凝土试件的受热温度分别为250℃,450℃和650℃,冷却方式分为自然冷却和喷水冷却2种,加载方式考虑单向拉拔试验和循环往复加载.结果表明,受热温度、冷却方式和加载制度对高温后钢筋混凝土的黏结性能有很大影响.     

三峡压力管道裂缝性态试验研究

通过三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管通大比尺（１∶２）平面结构模型试验,研究了内水压力作用下的裂缝性态及温度荷载作用下裂缝张合特征,试验研究成果更接近工程实际．     

钢筋混凝土梁柱偏心节点的抗裂性

通过钢筋混凝土框架偏心节点在低周反复荷载作用下的试验，探讨了梁柱偏心对节点核心区抗裂性的影响，在此基础上提出偏心节点抗裂度计算方法，并将试验结果与计算值进行比较，两者吻合较好。     

冷轧带肋钢筋混凝土连续梁受力性能的试验研究

冷轧带肋钢筋混凝土连续梁已开始在我国工程中得到应用，但有关它的内力重分布问题至今尚无人进行试验及研究．作者进行了５根冷轧带肋钢筋混凝土连续梁的试验，并与普通热轧钢筋混凝土连续梁进行了对比．本文介绍这些试验结果，并且在理论研究的基础上，提出了这种结构弯矩调幅限值建议和设计方法     

轴向力对钢筋混凝土受弯构件抗剪强度的影响

本文叙述两批共43根钢筋混凝土构件在剪力、弯矩和轴向力共同作用下的试验结果,研究了轴向压力和拉力影响钢筋混凝土受弯构件抗剪强度的原因、主要参数和程度,计论了若干有关问题;最后,在试验结果基础上提出了计算方法的建议。     

钢筋混凝土靶体抗弹体斜侵彻试验分析

为研究斜侵彻钢筋混凝土靶体的破坏特征并分析靶体中钢筋的作用,利用直径57 mm的弹体对3个钢筋混凝土靶体进行相同倾角的斜侵彻试验,得到着靶速度及对应的侵彻深度、弹坑范围等试验参数,结合试验分析了靶体中钢筋的作用。试验表明：钢筋网使内部混凝土的破坏得到有效抑制,整体抗拉作用明显,钢筋网整体作用类似于膜力。将靶体中钢筋网等效为一定厚板的钢板层,按照分层介质计算方法,得出了钢筋混凝土斜侵彻深度计算公式,解决了现有公式不能反映靶体中钢筋作用的不足。计算结果与数值模拟结果及经验公式计算结果进行了比较,吻合较好,验证了其有效性。     

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．     

腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的试验研究(Ⅲ)

本文为腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的试验研究的第三部分，在试验结果的基础上，对腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的变形性能及开裂情况作了进一步分析。分析结果表明，普通钢筋混凝土梁腹部开设圆孔后，会不同程度地出现变形增大，开裂提前，裂缝变宽等问题。