双向荷载作用下钢筋混凝土箱型墩滞回性能有限元分析

为了模拟钢筋混凝土箱型墩双向拟静力试验非线性响应过程,利用大型通用有限元软件ANSYS的实体单元建立了箱型墩非线性有限元计算模型;然后对其破坏形态、滞回曲线和骨架曲线等进行了分析,并将计算结果与试验结果进行比较.最后,进行单双向加载,分析壁厚和混凝土强度对箱型墩滞回性能参数的影响.结果表明:实体单元有限元模型可以较好地模拟钢筋混凝土箱型墩在双向反复荷载作用下的非线性响应和破坏形态,双向荷载作用下箱型墩抗震性能明显下降.     

双向水平加载下钢筋混凝土柱抗震性能的数值模拟

为了研究双向水平荷载作用下钢筋混凝土柱的抗震性能,基于地震工程模拟平台OpenS-ees,采用纤维模型对钢筋混凝土柱空间受力性能进行了数值模拟,模拟结果与已有试验结果吻合较好.在此基础上,讨论了双向水平加载下轴压比、体积配箍率等参数对柱抗震性能的影响规律.结果表明:双向水平加载对柱构件的界限轴压比几乎没有影响,界限轴压比为0.4～0.5;轴压比小于0.1时,柱斜向水平承载力较主轴方向略有提高;在界限轴压比附近,柱斜向水平承载力下降10%左右,主轴方向水平承载力下降幅度达35%左右,同时主轴方向上柱的极限位移角及滞回耗能均随轴压比的增大而显著降低,故实际设计时应充分考虑空间作用对单一主轴方向的不利影响;体积配箍率对柱的延性有较大影响,但对峰值承载力的影响不明显.     

双向水平荷载作用下钢筋混凝土柱全过程分析

提出了一种用钢筋和混凝土单轴应力－应关系计算任意加载路径下钢筋混凝土柱荷载－位移关系的理论计算方法。其中考虑了钢筋的滑移变形和混凝土的塑性变形。通过对不同加载路径的９根试验进行试算，计算结果与试验结果吻合较好，表明本计算方法在实际应用中是可行的。     

钢筋混凝土桥墩恢复力模型非线性分析比较

利用MIDAS程序,考虑桥墩在地震作用下的弹塑性分析,利用已有的几种恢复力模型,进行不同周期下钢筋混凝土桥墩非线性时程分析计算,结果表明各恢复力模型存在一些差异,在某些周期下的结果有比较大的差别.     

考虑双向荷载效应RC箱型墩抗震性能评价方法

为了准确评价双向荷载作用下钢筋混凝土(RC)箱型桥墩的位移延性和极限承载力,应用不同屈服位移计算方法得出了箱型桥墩的屈服位移和屈服荷载,并对不同轴压比的钢筋混凝土箱型墩截面进行分析。通过数值模拟得到P-M_x-M_y相互作用三维极限荷载面,对双向荷载作用下的极限承载能力评估方法进行了研究。结果表明,双直线能量等效面积法是一种简单且较精确的屈服位移计算方法,适用于钢筋混凝土箱型墩位移延性分析。考虑双向荷载耦合作用的计算极限荷载值均小于试验值,相应的三维极限荷载面可用于RC箱型墩的安全校核,并评价双向荷载作用下RC箱型桥墩的抗震性能。     

基于双向拟静力试验的钢筋混凝土箱型薄壁墩抗震性能

对14个钢筋混凝土箱型薄壁墩进行了双向拟静力试验,考察了长细比、轴压比、配箍率等对箱型薄壁墩双向荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、位移延性、滞回耗能和极限曲率等特性的影响,讨论了箱型薄壁墩的双向滞回性能.结果表明:在水平双向反复荷载作用下,箱型薄壁墩以弯曲破坏为主,低墩破坏区域集中于墩底,高墩的破坏区域明显上移;长细比越大,轴压比越小的箱型薄壁墩滞回曲线越饱满,变形能力越大;在长细比为6.9～13.1的范围内,位移延性系数随长细比的增大而减小,长细比为16.3的试件位移延性系数明显增大;长细比大于13.1的试件塑性破坏范围明显增大,但极限曲率显著降低.     

钢筋混凝土箱型墩的双向恢复力特性

为了建立钢筋混凝土箱型墩在双向地震作用下弹塑性响应的简化分析模型,对其在双向反复荷载作用下的荷载位移恢复力特性进行了研究.首先介绍了钢筋混凝土箱型墩双向拟静力试验的基本情况及其破坏模式.其次,结合双向压弯作用下钢筋混凝土箱型截面的弯矩曲率分析,建立了箱型墩构件峰值位移、极限位移和残余变形的计算方法,并提出了钢筋混凝土箱型墩荷载位移三折线骨架曲线和卸载刚度的计算公式,建立了相应的理论恢复力模型.最后,利用试验结果,对理论恢复力模型进行分析和验证.结果表明,钢筋混凝土箱型墩在双向荷载作用下以弯曲破坏为主,实测和计算骨架曲线、滞回曲线吻合良好,考虑双向荷载作用的理论恢复力模型能够反映钢筋混凝土箱型墩的基本抗震性能.     

冻融损伤钢筋混凝土剪力墙恢复力模型研究

为研究冻融损伤钢筋混凝土(RC)剪力墙的滞回特性,通过试验回归与理论分析相结合的方法,对8榀冻融损伤RC剪力墙拟静力试验结果进行分析.综合考虑冻融损伤参数与轴压比对极限功比指数和不同受力状态下RC剪力墙承载力及变形的影响,建立了冻融损伤RC剪力墙构件极限功比指数与骨架曲线特征点参数计算模型.考虑强度衰减、刚度退化以及捏缩效应,采用两折线模型表示滞回环卸载段刚度变化,建立了冻融损伤RC剪力墙构件恢复力模型,并与试验墙进行了模拟对比,从滞回曲线与累积滞回耗能两个方面验证了模型的准确性.     

钢筋混凝土恢复力特征参数计算方法的对比

介绍了钢筋混凝土恢复力特征参数的理论计算方法和基于试验数据的经验公式，用这两种方法同时计算了10个钢筋混凝土框架。两种方法结果的对比表明：经验公式的精度是能够为工程实际所接受的。     

集中荷载下钢筋混凝土简支板双向受力性能分析

由于在钢筋混凝土简支板中,中置集中荷载作用下的双向弯曲很明显,特别是当板的宽跨比较大,集中荷载面积较小时,其双向作用更为明显,按常规设计往往只计算Mx方向配筋,而My方向则按构造配筋,工程上经常出现沿板跨度方向的裂缝,即板的纵缝,并且由于My方向配筋过少,板纵向裂缝的宽度远大于横向裂缝的宽度,因此在试验研究的基础上,分析了中置信中荷载作用下板的双向作用,并根据塑性铰线法及简化的计算模型,提出了控制板纵缝的My计算方法,可供工程设计参考。     

钢筋混凝土连续刚构桥柔性桥墩水平力与水平位移的非线性分析

通过6个双墙式钢筋混凝土柔性桥墩试验.利用水平位移模拟温度作用,研究了加载速度及配筋率对柔性墩的H-u(水平力与水平位移)曲线的影响,观察了试验桥墩的破坏过程.通过试验及理论分析,提出温度作用下混凝土的σ-ε模式,建立了压弯构件的M-φ(弯矩与曲率)非线性关系.利用数值分析的方法,建立了与试验符合较好的柔性墩H-u理论关系,为类似桥梁工程柔性墩的设计、施工及监控提供了理论参考和计算分析依据.     

空腹式型钢混凝土框架柱的恢复力特性

根据6个配角钢骨架空腹式型钢混凝土框架柱的试验,研究了该类框架柱在低周反复循环加载条件下的破坏形态和滞回性能,提出了能反映空腹式型钢混凝土框架柱性能的退化三线型恢复力模型及其特征点的计算方法.     

无黏结部分预应力砼梁恢复力模型的研究

基于OpenSEES软件的二次开发平台,对无黏结部分预应力混凝土梁的截面恢复力模型进行了研究.根据试验统计和理论分析,建立了无黏结部分预应力混凝土梁的截面弯矩-曲率滞回模型,并通过编制Visual C++程序,将其植入到OpenSEES软件的材料子类中,用于无黏结部分预应力混凝土结构的非线性计算,分析过程中无需迭代计算无黏结预应力筋的应力增量,解决了无黏结部分预应力混凝土结构受力分析的关键问题.利用OpenSEES软件,基于已建立的无黏结部分预应力混凝土梁的截面恢复力模型,选用基于柔度法的非线性梁柱单元,采用位移控制,计算了低周反复荷载作用下无黏结部分预应力混凝土梁的弯矩-挠度滞回曲线,计算曲线与试验曲线吻合良好,说明已建立的无黏结部分预应力混凝土梁的截面恢复力模型的可靠性,为无黏结部分预应力混凝土结构的非线性计算提供了理论依据.     

钢筋混凝土单柱式桥墩抗震性能试验研究

针对铁路桥梁中使用量最大、应用最广泛的单柱式桥墩,通过24根大比例的桥墩模型的伪静力试验,研究了其延性抗震性能.通过对试验现象及数据的分析,研究了这类桥墩的力—位移关系、滞回模式的变化规律;比较分析了配筋率、配箍率、箍筋布置形式、剪跨比等结构参量对试验模型的耗能特性和包络曲线特性的影响.归纳总结了试验中典型的破坏现象,并对产生这些破坏现象的原因进行了分析.在以上分析基础上,得出了改进单柱式桥墩抗震性能的有关结论和建议,可供我国铁路桥梁延性抗震设计参考.     

箱形型钢混凝土梁的试验研究

在进行7根大比例尺寸型钢混凝土梁试件的试验研究基础上，主要对箱形型钢混凝土梁中型钢与混凝土的协同工作性能进行了初步研究，并分析了不同构造方式对型钢混凝土梁工作性能的影响，结果表明，箱形型钢混凝土梁的抗弯容易得到保证，但其抗剪能力有待改善。     

钢筋混凝土桥墩的延性分析

采用解析的方法探讨了箍筋对钢筋混凝土桥墩延性抗震性能的影响内容包括箍筋对混凝土的有效约束,本构关系以及曲率延性同配箍率的关系通过回归分析提出了一个配箍率同曲率延性的近似关系     

钢筋混凝土高墩多水准抗震性能试验

对4个钢筋混凝土箱形高墩模型开展了拟静力试验研究,并重点研究结构在不同损伤状态下的性能及相应的变形指标.采用夹式引伸计监测了裂缝开展全过程,指出采用卸载至位移零点时的裂缝宽度会严重低估结构的残余裂缝损伤,同时允许震后结构产生不需要修复的残余裂缝比完全基于弹性响应可以多出10%~30%的强度折减空间.试验中还观测了混凝土压溃、严重剥落等损伤,并基于美国太平洋地震工程中心(PEER)数据库等相关试验结果进行了对比验证,结果表明发生混凝土压溃时的各样本墩顶偏移率分布较为集中,约为2.39%,试验结果与样本统计结果符合较好.各试件的最终破坏均表现为纵筋断裂,分别采用Priestley和Berry的等效塑性铰长度计算公式进行了对比,结果表明Berry公式对高墩极限位移的符合性相对较好.     

温度效应作用下混凝土桥墩应力的影响研究

桥梁设计中的桥墩一般是空心薄壁结构,由于自然界中诸多温度效应的影响,使得桥墩中混凝土的应力分布有所不同,从而导致在混凝土施工时的水化热不同。采用有限元模型分析不同温度下混凝土应力的分布情况,探寻在不同温度下墩身应力的分布规律,包括冬季施工时的5℃和夏季施工时的40℃,为合理设计墩身结构和降低水化热提供依据。     

基于梁柱单元的钢筋混凝土桥墩地震损伤分析

Faria-Oliver模型是一个简单而有效的混凝土损伤模型.基于Faria-Oliver模型提出了混凝土单轴损伤模型,且加以修正以更好地模拟混凝土单边效应;在ABAQUS软件平台上,编制了含有钢筋修正Menegotto-Pinto模型和混凝土单轴修正Faria-Oliver损伤模型的用户材料子程序VUMAT,建立了纤维模型等效模拟方法;分别模拟了一钢筋混凝土桥墩试件的循环加载试验和一钢筋混凝土桥墩试件的振动台试验,模拟结果与试验结果基本吻合.研究表明:本文所给出的单轴本构模型及纤维模型等效模拟方法有效、适用;基于梁柱单元的钢筋混凝土桥墩地震损伤分析不仅计算效率高而且提供了地震损伤演化过程信息,具有较强的工程实用性.     

钢筋混凝土中爆破漏斗特征尺寸研究

根据内爆炸荷载的基本特点,利用损伤理论建立了内爆荷载作用下钢筋混凝土中爆破漏斗的特征尺寸模型;从理论上得出了钢筋混凝土中可形成爆破漏斗的最小爆破作用指数,进行了钢筋混凝土内爆实验,证明了建立的模型是可行的,求解的最小爆破作用指数是正确的.