新疆现浇楼板温度收缩裂缝影响因素的有限元分析

新疆地区具有气候干燥,年温差、日温差大等气候特点,温度收缩裂缝是现浇楼板裂缝的主要形式,为从减小温差、增大板厚、调整约束构件截面尺寸等方面给温度收缩裂缝的控制提供理论依据,采用ANSYS有限元软件对某框架结构工程实例进行数值模拟分析。通过钢筋混凝土单元SOLID65建立该结构的整体式计算模型,其中以整体弥散配筋考虑钢筋的影响,以节点压缩、耦合考虑构件梁、板、柱三者之间的协调变形,然后建立了综合温差、板厚、约束刚度3种因素的不同计算工况,分析了这3种因素对楼板主应力分布影响的规律。结果表明,温度收缩应力是现浇楼板裂缝的主要影响因素,增大板厚可降低楼板应力水平,增大约束构件刚度可使楼板应力分布趋于均匀,但整体应力水平提高。     

排架柱抗弯刚度折减系数探讨

采用构件折减刚度考虑二阶效应的弹性有限元法是新纳入中国《混凝土结构设计规范》较先进的结构分析设计方法,该方法的准确程度主要依赖构件折减刚度取值的合理性.鉴于该规范尚缺乏确定排架柱相应折减刚度的分析研究成果,以单跨工业厂房变阶排架柱为研究对象,通过对一系列典型排架结构算例进行最不利荷载条件下的非弹性有限元全过程模拟,并采用折减刚度的弹性二阶分析所得柱顶侧向位移与非弹性有限元模拟的柱顶位移等效为条件,选定了适用于排架柱的刚度折减系数后,再以所选刚度折减系数完成的弹性二阶分析所求得的各控制截面内力与非弹性有限元模拟结果的相符性证实了初选排架柱刚度折减系数的合理性.     

考虑刚度折减的弹性二阶分析法在双跨排架结构中的运用

在框架结构设计中,构件的二阶效应采用一种实用且高效的考虑构件刚度折减的弹性有限元法来分析,该方法既能考虑结构的几何非线性又能考虑材料非线性,其准确性主要依赖于对构件刚度折减系数取值的合理性,但目前尚缺乏对排架结构的刚度折减系数的研究。以34个典型单层双跨等高排架结构为研究对象,进行最不利荷载条件下的弹性二阶分析和静力非线性分析,以排架结构整体二阶效应等效为基准,提出适用于双跨排架柱的统一刚度折减系数建议值;通过对多个双跨排架结构的非线性分析结果对比,验证了考虑刚度折减的弹性二阶分析法应用于排架结构的有效性,以及其刚度折减系数取值的合理性。     

基于ABAQUS考虑钢筋影响的 混凝土构件收缩徐变分析

基于CEB-FIP(2010)模型采用MATLAB拟合徐变曲线,通过ABAQUS分析软件二次开发了收缩徐变计算程序。在参数验证的基础上,模拟计算了素混凝土及钢筋混凝土柱、单层三跨框架梁在不同参数影响下考虑徐变和收缩影响的竖向变形,提出了考虑钢筋影响的变形折减系数并分析了其影响参数,拟合了不同影响因素下柱的折减系数公式。结果表明:柱的尺寸、混凝土强度与折减系数为二次曲线关系,湿度、配筋率与折减系数为线性关系,轴压比对折减系数影响不大;梁的截面高度、混凝土强度、配筋率与折减系数为二次曲线关系,湿度与折减系数呈线性关系,梁上线荷载大小对折减系数影响不大;折减系数公式能很好地考虑钢筋对混凝土收缩徐变的影响。     

考虑接缝传荷作用的机场水泥道面板边应力折减分析

板边应力折减系数是设计水泥混凝土道面的重要参数之一,目前中国和美国在计算水泥道面结构厚度时均按照25％ 的折减系数考虑接缝的传荷作用,但与实际情况相差较大.基于现场测试数据,统计分析了不同结构和接缝类型影响下板边应力折减的变化特征;同时结合我国机场水泥道面结构特点,采用有限元方法探究了道面结构参数和接缝刚度影响下道面板...     

后张部分无黏结预应力梁锚固失效下受力性能试验研究

为了研究部分无黏结及锚固系统失效对后张预应力梁受力性能的影响,以4根后张法施工预应力混凝土简支梁为试验对象,分析后张法预应力梁在相同无黏结率下,跨中、梁端部分无黏结以及锚固系统失效时的受力过程、破坏形态、荷载-位移曲线、延性等指标和抗弯性能的变化规律。基于部分无黏结预应力梁的试验结果,采用考虑锚固失效损失的截面应变协调黏结折减系数计算抗弯承载力。研究结果表明：部分无黏结与锚固失效均降低试验梁的抗裂性能;在锚具失效条件下,跨中纯弯段无黏结显著降低试验梁的刚度和承载力,而梁端无黏结对梁刚度影响较小,承载力略降低;在锚固失效下,跨中段无黏结和梁端无黏结的梁与正常状态下的梁相比,延性指标分别提高6.3%和21.1%;在加载过程中,跨中控制截面满足平截面假定;采用考虑锚固失效损失的截面应变协调黏结折减系数计算抗弯承载力与试验值较吻合。     

预应力叠合梁受弯性能的试验研究

针对二次受力部分预应力混凝土叠合梁的受弯性能与普通整浇梁相比具有明显的优点的问题,为了促进叠合结构的进一步推广和应用,通过对十根叠合试验梁的试验,探讨了正常使用阶段二次受力对叠合断面应力应变状态、裂缝的形成和发展、断面的短期刚度、挠度的影响,研究表明:当h1/h较小且M1/Mcr较大时,由于"扁梁弯曲效果"和"粘结增强效果"的双重作用,叠合梁的裂缝间距明显小于整浇对比梁;预制断面上残留的"荷载预应力"有助于提高叠合梁的初期抗弯刚度,在进行裂缝和刚度计算时建议考虑上述有利影响;通过合理选择h1/h、M1/ M和预应力大小可以化解应力超前现象,从而使构件的初期刚度和挠度符合规范和使用要求,充分体现此类构件的经济合理的优势.     

偏心率对钢管轻集料混凝土受压性能的影响

为了研究钢管轻集料混凝土构件偏心受压状态下的受力性能特征,对长细比为12,28,56等共54根不同偏心率的钢管轻集料混凝土偏心受压柱的试验结果进行了分析.通过构件的荷载、挠度、应力和应变等特征曲线,研究了构件破坏的过程特征,分析了偏心率对受压性能的影响机理.试验结果表明:偏心率越大,钢管轻集料混凝土构件的纵向应变发展越快;在破坏时,截面受压区高度随着偏心率的增大而减小,中和轴逐渐向偏心一侧移动;钢管轻集料混凝土的承载力随着偏心率的增大而减小,延性随着偏心率的增大而增大;偏心与稳定对钢管轻集料混凝土的承载力影响相互独立,其承载力折减系数可以由偏心折减系数乘以稳定系数得到.基于以上分析,给出了钢管轻集料混凝土的偏心折减系数计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.     

PMM纤维铰在排架结构刚度折减系数取值中的运用

目前钢筋混凝土排架结构的设计多数基于弹性假定。但在实际工程中,排架结构受力常伴随着混凝土开裂,钢筋与混凝土黏结滑移等现象,而排架结构的二阶效应常使结构刚度退化进一步加重。因此,在对排架结构进行分析的过程中,对材料非线性时二阶效应的计算就显得十分必要。在工程设计中较为切实可行的方法是引入考虑刚度折减的弹性二阶分析法,其准确性很大程度取决于刚度折减系数的取值,笔者试图通过基于材料模型的PMM纤维铰找到合理的排架结构刚度折减系数。     

考虑滑移效应的体外预应力钢-混凝土组合梁自振频率分析

为了研究滑移与体外预应力对钢-混凝土组合简支梁自振频率的影响,提出了适用组合梁自振频率计算的静力折减刚度法和动力刚度修正系数法.以一根跨径为5 m的钢-混凝土组合简支试验梁为研究对象,分别采用静力折减刚度法、动力刚度修正系数法及换算截面法计算梁的自振频率,并将计算值与试验实测值进行对比.结果表明,采用动力刚度修正系数法计算得到的体外预应力组合梁的自振频率更接近于实测值,采用静力折减刚度法和换算截面法计算得到的梁的自振频率与实测值之间存在较大误差.当体外预应力值为100 k N时,换算截面法和静力折减刚度法与实测值的误差分别为19.3%和7.9%,动力刚度修正系数法误差则仅为2.9%.     

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.     

温差作用下钢筋混凝土压弯构件的应力分析

采用粘结滑移模型并考虑温差作用的影响,建立了压弯构件应力分析的计算模型及平衡方程,通过理论推导给出了方程的解答,导出了压弯构件的应力公式。进一步分析了在温差作用下压弯构件的应力分布规律,着重分析了不同的裂缝间距、温差等参数对钢筋混凝土应力的影响,得出了应力-裂缝间距分布曲线。     

基于电流密度的锈蚀钢筋混凝土梁承载力

对48根加速锈蚀的钢筋混凝土梁进行试验,研究锈蚀后钢筋混凝土梁的承载力退化规律．结合钢筋混凝土有限元的计算结果。归纳出基于锈蚀率锈蚀钢筋混凝土梁协同工作系数与综合折减系数的表达式．以电化学的法拉第定律为基本原理,提出了一种基于钢筋内部电流密度的承载力计算方法,通过该方法可对锈蚀构件的承载力、钢筋内部电流密度限值进行分析．     

基于壳梁组合单元预应力混凝土梁非线性响应

基于壳梁组合(SBC)单元,建立了预应力混凝土T梁非线性分析模型,并对其进行了破坏全过程研究,对梁体刚度折减、预应力筋应力重分布规律等进行了分析.基于分层壳单元和梁单元计算模式,对预应力筋采用SBC单元模拟,有效地模拟了预应力筋的空间预应力作用,对普通钢筋和混凝土采用分层壳单元模拟.采用Owen准则等描述了预应力混凝土T梁的屈服等材料非线性效应,并研制了相应的非线性计算程序.研究结果表明,该方法的计算结果与试验梁的试验结果吻合良好,非线性SBC单元方法用于预应力混凝土T梁分析是合适的,为此类工程薄壁结构的评定分析提供了一种较为有效的计算方法.     

对竖向非规则框架设计的思考

结合工程设计实践,分析单榀钢筋混凝土竖向非规则框架的受力机理：传力路线长,受力构件多;刚度变化：水平刚度沿着高度方向有突变,应力集中现象严重;变形特点：各柱的竖向变形差异较大,必须考虑对结构整体内力的计算影响;抗震设防要求：采用强柱弱梁设计,形成延性结构。通过与规则框架的比较,提出竖向非规则框架属于抗震不利的结构形式,实际问题的处理应从结构布置、内力与配筋计算、构造措施等方面加以综合考虑。     

精确考虑单质点体系动力二阶效应的反应谱法

为探讨同时考虑P-A和P-δ效应对单质点体系动力响应的影响,从“刚度折减”的角度进行了理论研究和数值计算.文中推导了精确考虑二阶效应的结构侧移刚度折减系数计算公式,指出二阶效应对结构动力响应的影响可以视为结构侧移刚度的折减;提出了精确考虑单质点体系二阶效应的反应谱法的理论公式,并依据抗震设计规范标准反应谱进行了简化;分...     

关于配置少量剪力墙的框架结构的探讨

布置少量剪力墙的框架结构的受力性能及变性特点,决定了该类结构在空间整体作用受力分析和计算时考虑框架与剪力墙的协同作用。具体构件设计时,分别按纯框架结构、框架剪力墙结构分析计算,进行包络设计,梁、柱按纯框架结构要求设计,剪力墙按框架剪力墙的要求设计。大跨度公共建筑宜设置抗侧力构件,加大结构抗侧力刚度,严格保证抗侧构件的设计要求。     

基于类平衡矩阵的桁架构件重要性计算方法

为简化构件重要性系数的计算过程，提高计算效率，以基于刚度的构件重要性判断方法为基础进行数学推导，提出一种基于类平衡矩阵的空间结构重要构件的快速判断方法，并进行算例验证. 结果表明，当铰接杆件体系的各杆件线刚度近似相等，且不考虑结构应力刚化作用或应力刚化所贡献的刚度很小时，整体切线刚度矩阵仅与类平衡矩阵相关，构件重要性系数可直接利用类平衡矩阵的奇异值进行计算. 通过算例验证，类平衡矩阵的重要性构件判断方法与基于刚度的重要性构件判断方法计算结果一致，说明所提方法是一种切实可行的快速计算方法.     

预制拼装综合管廊刚度折减计算方法

基于槽型拼装预制管廊的构造特点,引入侧壁刚度折减系数和弯矩调整系数,提出预制管廊局部刚度折减计算方法。分析管廊接头刚度比、宽高比、地基抗力系数以及埋深对刚度折减系数和弯矩调整系数的影响,建立了刚度折减系数和弯矩调整系数的计算公式。研究结果表明：刚度折减系数随接头刚度比增大而增加,弯矩调整系数随接头刚度比增大而减小;刚度折减系数随宽高比增大而减小,但对弯矩调整系数影响很小。地基抗力系数和埋深对刚度折减系数和弯矩调整系数的影响均不明显。侧壁刚度折减计算方法经试验模型验证,结果表明具有较高的可靠性,可为槽型拼装预制管廊结构分析计算提供依据。     

现浇楼板温度收缩裂缝的有限元分析

温度-收缩变形是引起现浇楼板裂缝问题的主要因素,为探讨温度收缩荷载对楼板应力状态和抗裂能力的影响规律,采用ANSYS有限元软件对某实际工程进行分析。采用钢筋混凝土单元Solid65建立框架结构单个房间模型,考虑梁、板、柱之间的相互约束和协调变形,对楼板温度及收缩变形作用采用综合温差处理,并对不同综合温差作用下的楼板建立不同荷载工况,分析楼板应力分布情况,再利用抗裂系数评价了楼板的抗裂能力。根据计算结果,提出了楼板裂缝防治的措施。