高层钢结构施工过程时变模型理论与跟踪监测

针对混凝土的时变变形对钢管混凝土组合结构施工过程中结构受力的影响,基于CEB-FIP中的混凝土时变模型,提出了对钢管混凝土组合高层框架结构进行施工过程计算的时变模型,以考虑结构的施工顺序和诸如混凝土的收缩、徐变等时变效应的影响以反映此类结构的真实特性.通过某21层钢混组合高层框架结构的数值模拟与现场监测结果的对比表明:提出的分析模型能够真实反映结构复杂的施工过程及材料时变特征和结构几何非线性对结构性能的影响,数值模拟结果表明混凝土收缩和徐变引起的结构变形在高层结构设计中不容忽视.     

高层组合框架-混凝土筒体结构推覆分析

针对高层混合结构中适用于推覆分析的剪力墙单元与型钢混凝土构件塑性铰等问题进行研究,利用三垂直杆元模拟剪力墙,各杆元分别考虑剪力墙轴向、剪切与弯曲变形;根据型钢混凝土构件截面承载力与变形能力,给出了反映截面弯矩与转角关系的型钢混凝土构件塑性铰特性值计算方法;应用MIDAS/GEN软件作为弹塑性分析工具,采用改进的剪力墙单元模型,自定义型钢混凝土构件塑性铰特性值,对30层高混合结构进行推覆分析,并与模型试验结果对比,结果表明：推覆分析所得基底剪力-顶点位移曲线与试验结果较符合,各构件塑性铰分布及状态与模型试验的裂缝分布及破坏模式符合较好,能够反映出混合结构各构件变形和结构整体承载力变化过程.     

考虑施工过程任意截面偏压构件收缩徐变分析

将施工过程引入任意截面偏心受压构件收缩徐变的计算分析,考虑偏心受压构件轴力变化、混凝土弹性模量变化、环境的变化及配筋率对截面内力重分布的影响,利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数,推导出了任意截面偏心受压构件收缩徐变的计算公式,最后对一实际工程进行了施工过程混凝土收缩徐变跟踪测试．结果表明,考虑施工过程与不考虑施工过程的计算结果有较大的差别,所提出的计算公式与实测结果较相符,符合实际受力模型,可供工程设计参考．     

内埋型钢混凝土柱的收缩和徐变参数分析

基于有限元软件ANSYS对内埋型钢混凝土柱湿度场分布进行了数值模拟,考虑截面湿度分布采用纤维模型并结合B3预测模型计算构件收缩和徐变效应,对内埋型钢混凝土柱进行参数化分析,探究截面形式、截面尺寸、型钢开闭口面积比、腹板宽度与截面尺寸的比值等参数对构件收缩和徐变效应的影响。结果表明:ANSYS的热分析模块可以较为准确地计算型钢混凝土构件截面的湿度场分布;型钢开闭口面积比、腹板宽度与截面尺寸之比是影响构件收缩和徐变的主要因素,现行预测模型应对此加以考虑。     

断面型钢区域约束混凝土柱力学性能的有限元分析

为了达到结构设计安全可靠的目的,改善混凝土构件的受力性能,提高混凝土构件的可靠性,以断面型钢区域约束混凝土柱为实验对象,以普通混凝土柱和传统约束混凝土柱作为对比,利用有限元分析法对传统约束混凝土与断面型钢区域约束混凝土的结构特点进行分析,给出有限元分析方法的基本流程,构建混凝土试件有限元模型,并设置约束条件.给出试件参...     

内配型钢圆钢管混凝土构件受弯性能分析计算

采用有限元软件ABAQUS建立内配型钢钢管混凝土受弯构件力学模型,借助已有试验验证模型的合理性,在此基础上研究该类构件在弯矩作用下的变形规律、受力过程和破坏模态,分析构件材性、型钢含钢率、型钢截面形式等参数对内配型钢钢管混凝土受弯构件极限承载力及抗弯刚度的影响;引用欧洲规范中组合柱抗弯承载力计算公式进行计算,并将计算结果与已有试验结果及有限元模拟结果进行对比,二者吻合良好,说明欧洲规范中组合柱抗弯承载力计算公式可用于该类构件的设计计算.研究结果可为内配型钢钢管混凝土受弯构件设计提供参考.     

早龄期混凝土分数阶Burgers徐变模型研究

早龄期混凝土徐变对工程结构体安全设计至关重要,研究针对早龄期混凝土徐变是控制和保证混凝土工程安全施工和正常运行的关键.基于粘弹塑性流变理论、Riemann-Liouville理论和Burgers组合模型理论,利用Able粘壶重构分数阶软体组合元件,提出分数阶Burgers模型的应力-应变关系表达式,构建基于分数微积分理论的早龄期混凝土徐变本构模型.通过早龄期混凝土压缩徐变试验数据进行验证,所构建模型能够对早龄期混凝土徐变过程保持较高的一致性,并通过分数阶阶数n的敏感性分析,可以实现对实际工程中早龄期混凝土徐变程度的有效控制.基于分数阶的Burgers模型可为早龄期混凝土徐变模型提供一种新的思路.     

钢骨混凝土T形柱基于ABAQUS的力学性能分析

利用有限单元法模拟了型钢混凝土T形截面异形柱的整个受力和变形过程。由于异形柱存在偏心受压失稳的情况,为了探讨轴压比与型钢位置对SRCT形截面异形柱延性与承载力的影响,可利用有限元分析软件ABAQUS对T形截面型钢混凝土(SRC)柱的受力性能进行了数值分析,通过混凝土损伤塑性模型考虑混凝土塑性发展。首先利用已有的实验数据通过数值模拟验证模型的有效性,再建立具有不同轴压比和不同型钢位置的三组模型,分析了轴压比与型钢位置对构件力学性能的影响,为工程应用提供参考依据。     

考虑徐变的钢管混凝土拱桥动力分析

随着钢管混凝土应用的逐渐增多,对实际工程非常重要的徐变问题也日渐突出,而徐变对钢管混凝土结构动力响应的影响还研究甚少.为此推导了钢管混凝土轴心受压构件的徐变计算方法,建立了丫髻沙大桥有限元模型.实际测量值与已有研究成果对比表明,建立的有限元模型能够反映实际结构的动力和静力特性.基于继效流动理论和钢管混凝土统一理论,计算分析了徐变对丫髻沙大桥自振频率和动力响应的影响.结果表明徐变对桥自振频率和动力响应影响较大,特别是在徐变发生的早期阶段.     

大尺度预应力型钢-混凝土梁承载力性能模拟

目的研究大尺度预应力型钢-混凝土梁构件受力性能,进一步扩展大尺度预应力型钢-混凝土梁构件工程应用范围.方法通过对已有试验的预应力型钢-混凝土梁建模分析,验证建模分析可靠性.设计7根大尺度预应力型钢-混凝土梁构件,考虑到型钢翼缘对混凝土的约束效应的影响,将混凝土分为"核心"区与"非核心"区,采用不同的本构关系模型,以综合配筋率β、型钢含钢量α、混凝土强度等级为参数变量,分析加载过程中预应力型钢-混凝土梁的力学特性.结果综合配筋率为1. 34%的梁构件比综合配筋率为1. 04%的梁构件承载力提高19. 3%;型钢含钢量为2. 36%梁构件相比为1. 93%梁构件承载力提高11. 3%;混凝土强度等级的改变对大尺度预应力型钢-混凝土梁承载力影响不大.结论预应力型钢-混凝土梁构件建模分析中,采用考虑核心约束作用的新型建模分析方法,模拟结果更为精确,为工程实践提供依据的同时,也为大尺度预应力型钢-混凝土梁更广泛的技术应用提供设计参考.     

巫峡长江大桥施工加载过程计算

对钢管内混凝土的收缩徐变特性进行了分析 ,结合有限元步进法和按龄期调整的有效模量法 ,编制了相应的计算程序 .根据巫峡长江大桥实际划分的施工时段 ,计算桥梁从施工到成桥各个时刻钢管和核心混凝土的应力 ,并提出了一些建议 .     

SRC不等肢L形截面异形柱正截面承载力研究

在试验研究的基础上，对型钢混凝土（SRC）不等肢L形截面异形柱的正截面承载力进行有限元数值分析，利用数值迭代法编写了SRC不等肢L形截面异形柱承载力计算程序，由该程序可求得SRC不等肢L形截面异形柱正截面承载力的N-M及Mx-My相关曲线，并能得到其极限承载力，计算结果与试验结果吻合较好；通过计算可知，SRC异形柱比相同截面的钢筋混凝土（RC）异形柱正截面承载力提高很多；最后给出了SRC异形柱的实用设计计算步骤．     

施工时间参数对混合体系竖向变形差的影响

利用考虑时间因子的有限元方法研究了钢框架-钢筋混凝土核心筒混合体系的竖向变形差问题.分析表明,施工方案中的时间参数可以确定结构计算中需要考虑的混凝土收缩徐变的数量和参与作用的时间,从而使混凝土收缩徐变对体系竖向变形差以及各构件内力分配的影响发生明显变化.适当增大结构混凝土部分相对于钢结构部分提前施工的层数是减小混凝土收缩徐变效应的较好方法.     

自应力混凝土结构限制膨胀过程有限元法分析

在试验基础上,根据限制条件下自应力混凝土的变形相容和平衡条件,参照自由变形膨胀混凝土的变形曲线,给出了自应力值和有效自由变形的增量关系;建立了可考虑膨胀和徐变时间过程、可适应各种边界条件和配筋形式的配筋混凝土自应力发展过程的有限元分析模型,对若干配筋自应力混凝土试件的有限元数值计算表明,自应力发展过程的计算结果与试验结果吻合。     

大跨度钢结构分步施工模拟方法

针对施工过程中结构几何及边界条件随时间不断变化这一施工力学分析难点,基于先装和后装结构间可通过节点设计构造预夹角的工程实践,提出"生死"子结构先后独立求解、调整"死"结构边界节点转动约束条件的施工模拟方法.分别针对"死"结构为静定和超静定的体系,阐述了两种边界转角条件的调整方法,推导了"生死"子结构的有限元方程,并用该方法对典型算例进行分析、模拟.结果表明,该施工工艺便于后装结构加工且后装结构变形较小,施工完成后结构更接近设计原型.     

徐变效应的位移分析法

位移法分析超静定结构徐变效应的关键是求单元的徐变固端力.本文根据徐变分析的力法和虚功原理,推导出杆系结构一次加载的单元徐变固端力计算公式,发现单元的徐变固端力是杆件的徐变系数和弹性杆端力的函数。根据推导出的公式,用FORTRAN语言编制了结构徐变分析的位移法计算机程序,并对一个框架算例进行了徐变分析.结果表明,结构各部分的浇筑时间差和持荷时间对结构的受力和变形影响很大,在实际工程设计中不能忽略徐变对结构的影响.     

复杂结构的动力学模型缩聚

针对模型缩聚的SEREP方法,提出利用矩阵分解技术进行动力系统主副自由度的算法．该算法允许选择特定的位移分量作为主自由度,保留在缩聚后模型中,便于在模型缩聚后进行后续的动力分析．     

混凝土框架子结构角柱快速移除数值分析

研究了钢筋混凝土(RC)框架子结构在角柱突然失效模式下剩余结构的动力响应.依据Qian等完成的角柱快速移除动力试验,利用大型有限元软件ABAQUS/Explicit建立了精细化的有限元模型.在有限元模型中考虑了钢筋混凝土材料的应变率效应,并进行了现场试验的全过程加载模拟,模拟获得的位移响应曲线和破坏模式与现场试验吻合良好,较好地模拟了混凝土框架子结构角柱快速移除试验的全过程.在成功进行了模型校验的基础上,分析了角柱的失效时间和横向水平约束刚度对结构动力响应的影响,结果表明,延长结构的失效时间和增大横向水平约束刚度均能够有效地提高结构的抗倒塌性能.     

高层钢筋混凝土结构考虑建造过程的收缩徐变效应

研究高层钢筋混凝土结构考虑建造过程的收缩徐变变形的结构分析理论及方法,采用较精确的弹性老化徐变理论的徐变公式,导出简单的超静定混凝土结构力和位移的本构方程,通过直接积分得出近似解析解,并和有限元法结合,建立了高层建筑考虑建造过程,收缩和徐变效应的计算模式,同时编制了对应的计算机程序（TBSCE）,可节省大量计算机内存和机时,文中给出了30层高层钢筋混凝土结构算例,计算结果表明,建造过程和收缩徐变效应明显,应引起工程界密切注意。