双向压弯钢筋混凝土柱的侧向承载力性能分析

基于考虑材料非线性和几何非线性耦合梁柱单元模型，采用截面高斯积分法，它不同于以往的截面分块和条带积分法，编制了钢筋混凝土构件非线性全过程分析程序：通过钢筋混凝土构件非线性全过程数值分析，研究影响钢筋混凝土压弯柱侧向位移的诸多因素（轴压比、加荷角、截面尺寸、配筋率、混凝土强度、剪跨比等）对柱侧向位移的影响情况，提出设计参考建议，为工程设计提供理论依据。     

钢筋混凝土框架非线性全过程分析

本文将钢筋混凝土非线性全过程分析方法从单根构件推广到框架结构中,研究框架受力和变形的全过程,并着重分析了多种单跨两层框架。对单跨单层框架的分析表明计算结果与试验相当接近.框架柱的实际变形曲线随加载过程不断变化,框架最后失去承载能力与塑性铰的个数有关,而轴力引起的二次矩影响在框架中不如在单根悬臂柱中那么突出。     

任意截面钢筋混凝土偏压构件非线性稳定性分析的简化法

将钢筋混凝土任意截面分析方法与Ｓａｌａｈ提出的段长法结合,使钢筋混凝土偏压构件的非线性稳定性分析方法得以简化．分析中考虑了材料及几何非线性特征,计算公式简便,不需迭代,直接计算即可得到构件的临界长度及临界荷载．计算结果与试验结果吻合很好．     

基于非线性分析的框架结构抗震优化设计

考虑钢筋混凝土材料的非线性特征，在用二次积分迭代法进行R.C.框架非线性分析的基础上，进行框架结构造价最省为目标的非线性优化设计.所用的二次积分迭代法可以反映单个构件裂缝开展、钢筋屈服、混凝土压碎、内力重分布等全部过程.非线性优化设计采用整体优化和分部优化相结合的优化方法，将非线性分析和系统优化紧密结合.分部优化的数学模型被有效简化，但充分考虑截面尺寸、纵向钢筋和箍筋这些在造价中起决定作用的设计变量和各种抗震约束条件，优化结果相对合理精确.非线性优化设计软件将非线性分析与系统优化穿插在一起，联合迭代，共同收敛.有效减少了迭代的次数.引用的优化设计实例证明了非线性优化设计比弹性的优化设计的造价有显著地减少.     

用有限元法研究钢筋混凝土梁抗剪的非线性性能

本文用有限元法研究钢筋混凝土结构的非线性性能。编制了受弯构件的计算程序。配合钢筋混凝土梁的抗剪试验,对跨中承受两点对称集中荷载的矩形截面简支梁,借助719机进行了全过程计算。计算所得的裂缝开展图、挠度及极限破坏荷载值等与试验结果符合较好。     

钢筋与混凝土粘结性能试验研究

本文主要研究钢筋混凝土受弯构件纯弯曲区段内主生裂缝之间钢筋与混凝土的粘结性能。建立粘结应力与滑移之间关系的数学模式,绘制τ—s曲线。进而求出钢筋混凝土受弯构件从加载到破坏全过程中,在各级荷载下的刚度、挠度、曲率等,为用有限无法进一步分析钢筋混凝土結构的非线性性能提供了条件。     

双向往复加载下钢筋混凝土柱破坏过程的数值模拟

目的为准确地模拟双向往复加载下钢筋混凝土柱构件的非线性及断裂破坏行为,实现钢筋混凝土框架结构强震作用下的倒塌破坏全过程仿真分析.方法基于通用有限元软件ABAQUS的显式求解模块,研究了钢筋混凝土梁柱构件纤维梁单元的构型及单元消除技术,构建了包含材料破坏准则的钢筋、混凝土单轴本构关系,利用用户材料接口VUMAT编制了相应的计算子程序,并模拟了钢筋混凝土柱构件在单、双向水平往复荷载作用下的非线性性能发展以及断裂破坏过程.结果在加载幅值较小时,计算结果能够准确模拟双向往复加载下钢筋混凝土柱的承载力与刚度变化、滞回捏拢行为以及双向弯曲耦合效应.在水平位移加载幅值分别达到45 mm、90 mm、165 mm时,构件中的保护层混凝土、核心混凝土、钢筋完全破坏,构件断裂.而单向加载构件的水平位移加载幅值达到285 mm时,构件才发生断裂破坏.结论计算结果与试验结果吻合良好.笔者方法能够较为准确地模拟钢筋混凝土柱在双向弯曲荷载作用下的非线性及断裂破坏过程.双向弯曲耦合作用严重降低了钢筋混凝土柱的承载能力及耗能性能.研究成果可用于钢筋混凝土框架结构在强震下的倒塌过程模拟分析.     

钢筋混凝土构件拉伸破坏过程的三维模拟研究

采用三维的材料破坏过程分析系统RFPA3D(3D-Realistic Failure Process Analysis)对钢筋混凝土轴心受拉构件的受力、变形与内部裂纹萌生、扩展及最终破坏的断裂全过程进行了数值模拟。充分考虑了混凝土的非均匀性,通过简单直观的本构模型并采用单元材料性质弱化的办法,利用位移加载来实现钢筋混凝土构件的拉伸破坏过程,再现了钢筋混凝土结构中等间距裂缝形成过程,从细观角度模拟分析了混凝土及钢筋的破坏过程及破坏机理。数值试验结果对于深入了解钢筋和混凝土的联合受力规律有参考价值。     

钢筋混凝土框架—剪力墙结构的空间非线性地震反应分析

提出了一种用于复杂形式钢筋混凝土框架－剪力墙结构空间非线性地震反应分析的方法。整体结构采用空间力学模型。梁柱构件采用可模拟双向弯矩及轴力相互作用的多弹簧杆单元模型。剪力墙采用可考虑中性轴移动的多垂直杆元模型，并将其进行改进，使之能较方便地用于空间分析。对一幢１０层含非平面剪力墙的框架－剪力墙结构进行了在强震作用下的非线性分析，结果证明了本文方法和所用单元的实用性。     

钢筋混凝土框架单调加载试验的计算机仿真系统

开发了钢筋混凝土框架单调加载试验的计算机仿真系统软件，该系统采用增量刚度法，考虑了材料非线性，几何非线性等因素的影响，对试验进行全过程分析，据此采用动画功能从角度把框架在试验过程中的性能和状态的变化形象生动地表现出来。     

钢筋煤矸石混凝土框架的延性与内力重分布

本文进行了6榀钢煤矸石混凝土单元框架的试验,讨论了体积配箍率对框架延性的影响,研究与提出了按承载能力和按正常使用极限状态条件下的框架弯矩调幅的建议值,并用非线性全过程分析方法编制了电算程序。电算值与试验结果符合良好。     

基于有效刚度的空间框架结构几何非线性分析

利用考虑轴力影响的单元弯矩-转角关系,通过修改常规三维杆系弹性有限元的局部刚度矩阵,提出了空间钢筋混凝土框架结构基于有效刚度的几何非线性有限元分析方法,并提出了确定柱初始轴力的简化方法.将该方法计算结果与我国规范GB 50010—2010和美国规范ACI 318-11计算结果进行了比较,结果表明,采用该方法计算一般只需两次迭代即可得到满足工程精度要求的结果;如果采用简化方法近似确定的柱轴力,则不再进行迭代也能得到很高精度的结果.对于规则的框架结构,该方法计算结果与我国规范和美国规范的计算结果接近;对于不规则框架结构,该方法计算结果比我国规范和美国规范的计算结果大.     

T形截面钢筋混凝土压弯构件正截面承载力及延性

对１４根Ｔ形截面、２根矩形截面钢筋砼双向压弯构件的正截面承载力及延性进行了试验研究,通过电算程序进行理论计算,电算结果与试验结果吻合较好．根据大量电算分析,揭示了该类构件正截面极限承载能力的变化规律．     

高温下钢筋砼框架力学性能的数值模拟

运用虚功原理,推导建立了高温下钢筋混凝土的梁单元模型,编制了钢筋混凝土结构高温反应的全过程分析程序,考虑了高温下结构的几何非线性效应,程序的有效性得到了其他学者试验结果的验证.利用该程序对某轴力作用下的钢筋混凝土梁进行了高温反应分析,研究结果表明:(1)进行高温下结构反应的全过程分析时,有必要考虑几何非线性的影响;(2)轴力不变时,随着梁所承担的竖向荷载的增加,梁的跨中挠度逐渐增大,同时,随着竖向荷载的增加,几何非线性效应对梁跨中挠度的影响程度差别不明显;(3)竖向荷载不变时,随着梁所承担的轴力的增加,几何非线性效应使梁的跨中挠度逐渐增大;(4)是否考虑几何非线性对梁的耐火极限计算结果影响较大.     

最优钢筋砼井式楼盖的设计

本文对钢筋砼井式楼盖常用的几种设计方法进行比较,在此基础上,按现行规范的要求提出一种较完整的优化设计数学模型。除考虑到梁、板的共同工作外,还计及了结构的抗扭性能。 在内力分析阶段采用有限单元法计算,在截面设计阶段采用文[6]的准则法计算,同时还用复合形法逐步进行校对。对于一般的钢筋砼楼盖使用本文的方法只需二至三个选代循环,占机时1～2分钟左右。 文末列举了一个工程设计实例。     

混凝土与纤维混凝土的疲劳裂纹扩展分析

利用损伤能量释放与裂纹扩展能量释放等效关系，导出适用于混凝土与纤维混凝土的疲劳裂纹扩展理论公式。     

钢筋混凝土巨型框架节点区受力分析及抗剪计算

研究了钢筋混凝土巨型框架梁柱节点核芯区的受力性能以及节点区各部分的剪力值和受剪承载力的计算方法。用钢筋混凝土薄膜元理论 ,建立了节点区受力分析的理论方法 ;用建立的方法计算了 4个巨型框架梁柱节点试验模型节点区的承载力和其中一个节点区破坏的模型的破坏过程 ,用极限分析法计算了 4个试验模型梁端的受弯承载力 ,计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上 ,提出了节点区抗剪计算的建议 ,可作为工程设计参考     

基于弧长法的预应力框架结构非线性分析

根据后张有粘结预应力混凝土框架结构的受力特点，编制了适用于预应力建立和施加外荷载两个阶段的静力杆件非线性有限元分析程序．该程序直接从材料的应力一应变关系出发，考虑了混凝土的受拉硬化和受压软化，采用截面分层杆系有限元模型和弧长法，在刚度矩阵中同时考虑了材料非线性和几何非线性．经与两榀预应力混凝土框架试验结果校核，程序模拟精度较好，可用于后张有粘结预应力混凝土框架结构的计算与分析．     

钢筋混凝土异形柱非线性全过程分析方法研究

为了研究十字形柱的抗弯承载力和曲率延性比的一些变化规律,根据双向偏压作用下钢筋混凝土异形柱的工作基理,以平截面假定为基础,选用了合理的钢筋和混凝土本构关系模型.提出了基于条带划分法的非线性全过程分析方法,以十字形柱为例进行了分析计算,并通过正交试验分析了混凝土强度、体积配箍率、轴压比和荷载角对异形柱截面抗弯承载力及截面曲率延性比的影响.同时,本方法亦适用于其他钢筋混凝土异形截面柱在双向偏压作用下的非线性全过程分析,也可用于工程实际.     

用共旋坐标有限元法分析高层建筑框架结构的二阶效应

虽然分析平面框架二次效应的方法早在20世纪80年代就已提出,但其中许多工作过分复杂或简单,值得改进.采用共旋坐标法准确地导出了平面梁单元发生大转动小应变时的单元切线刚度矩阵,并利用该单元切线刚度矩阵的列式和Newton-Raphson迭代法开发了1个FORTRAN程序NPFSAP,从而获得了高层框架结构二阶效应的高精度数值解,由此发现高层建筑的二次效应与水平荷载的关系不明显,但建筑物刚度越小,竖向荷载越大,建筑物层数越多,二次效应越明显.提出了1个高层框架中柱二次效应的计算公式,为工程设计人员提供了准确计算框架弯矩的办法.