钢筋混凝土柱滞回性能的数值模拟

为准确模拟钢筋混凝土柱的滞回性能,文章基于截面纤维模型,采用钢筋和混凝土的单轴本构关系,利用CANNY程序对框架柱在低周反复荷载作用下的滞回性能进行模拟;并将计算的结果与7根不同配筋、截面、混凝土强度等级以及轴压比的柱试件进行对比分析。分析计算结果与试验结果吻合较好,表明所采用的材料本构模型及其分析方法能够较全面准确地反映钢筋混凝土柱在反复荷载作用下的复杂受力行为。     

国产铝合金材料滞回本构模型研究

材料的滞回本构模型是准确预测结构弹塑性地震响应的基础.为此,在国产6082-T6和7020-T6铝合金材料的循环加载试验的基础上,得到了铝合金在单调荷载和循环荷载作用下的应力-应变曲线;随后采用分段Ramberg-Osgood模型对单调拉伸曲线、循环加载曲线以及骨架曲线进行拟合,并提出了国产铝合金材料的单轴滞回本构模型.将所提出的滞回本构模型与试验结果进行对比,结果表明本文提出的滞回本构模型能够准确地描述铝合金材料在循环荷载作用下的受力性能.     

方钢管混凝土柱滞回性能研究

以含钢率、长细比、材料强度等为主要参数,在确定钢材和核心混凝土在循环荷载作用下的应力-应变关系模型的基础上,利用有限元软件ANSYS,对方钢管混凝土柱在循环荷载作用下全过程进行了计算,以模拟地震作用下方钢管混凝土柱的实际受力性能。研究表明:方钢管混凝土柱荷载-位移滞回曲线呈比较饱满的"梭形",没有明显的捏缩现象,达到极限荷载后,仍表现出良好的延性和后期变形能力,能够满足实际工程中大跨度、重荷载的要求,是一种良好的结构形式。     

再生混凝土框架柱的滞回性能分析

本文基于再生混凝土框架柱的抗震试验,对其进行了滞回性能分析与初步的研究。通过研究发现,随着轴压比的增加,试件的延性及极限承载力不断下降。井通过大型有限元分析软件对各试件进行有限元的单调荷载作用下的数值模拟。总体来看,再生混凝土框架柱抗震性能的变化规律与普通钢筋混凝土框架柱基本相同。     

方钢管混凝土框架滞回性能试验与理论研究

为了研究方钢管混凝土结构的抗震性能，基于一榀三层两跨方钢管混凝土框架的拟静力试验，分析了反复水平荷载作用下框架的滞回曲线，并根据滞回曲线进一步得出了框架顶层骨架曲线及相应的恢复力模型，研究了钢管混凝土框架的延性、强度与刚度的退化等性能．采用非线性有限元分析方法，将恢复力模型应用到混凝土弹性模量退化方程中，并对试验结果进行了计算模拟．结果证明，理论分析结果与试验结果吻合较好．     

钢板件考虑损伤的滞回性能分析

在结构钢弹塑性各向异性损伤本构模型的基础上，采用U.L格式的壳体大挠度双重非线性有限元分析方法，对四边简支板件进行面内拉压循环荷载作用下的滞回性能分析，结合GBJ17－88塑性设计中对箱型截面翼缘宽厚比限值的规定，提出新的建议。     

门式刚架柱滞回性能研究

根据门式刚架楔形H型钢柱失稳时局部和整体相关屈曲的特点,提出能考虑其相关屈曲特征和滞回性能的数值模拟方法.通过8根大宽厚比楔形钢柱的试验结果与数值模拟和理论数值解的比较表明,数值模拟方法是一种研究大宽厚比楔形构件滞回性能的有效方法.选取一组工程常用构件进行往复荷载作用下的数值模拟分析,比较腹板宽厚比的影响,认为此类构件具有一定的延性和耗能性能,证明《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中的相关规定偏于不安全.     

无粘结部分预应力混凝土梁非线性全过程滞回分析

在已完成的16根无粘结部分预应力混凝土梁低周反复荷载试验的基础上,合理地选择了各材料的本构关系模型,深入分析了无粘结部分预应力混凝土梁的受力特性,通过设置刚性短臂将无粘结预应力筋的作用等效为外荷载,综合运用"分级加变形"和"分级加荷载"的方法,提出了无粘结部分预应力混凝土梁的非线性全过程滞回分析方法,编制了MATLAB计算程序.对比试验结果与计算结果,吻合程度良好,具有一定的理论和工程意义.     

考虑钢框架节点局部断裂的滞回模型

在杆端多弹簧弹塑性模型中引入了断裂机制 ,采用根据J积分撕裂模量法建立的判别裂纹失稳的失效评定图设定模型参数 .通过和有关试验结果的比较 ,验证了建立的模型及算法可以充分反映局部断裂后节点滞回性能的主要特点 .根据若干算例结果 ,归纳出适用于整体结构分析的考虑节点局部断裂的非线性弹簧模型     

双腹板顶底角钢梁柱连接节点滞回性能

通过对双腹板顶底角钢梁柱连接原型模型进行循环荷载的试验研究,并对试验模型进行非线性有限元分析计算,全面分析了双腹板顶底角钢梁柱连接节点在循环荷载作用下的破坏机理和极限变形状态。研究了高强螺栓预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特征,预紧力的变化对节点组件工作影响最大,对工程设计有重要的参考价值。     

纤维混凝土的力学模型分析

由短纤维石子砂子水和水泥等物质复合而成的纤维混凝土材料,其宏观机械性能是诸多细观要素的综合作用结果.根据纤维混凝土宏观拉伸压缩力学性能表现,着重考虑纤维的作用,通过一系列力学模型,对短纤维混凝土增强增韧或降低强度的机理进行了细观研究分析.     

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架恢复力模型特性研究

采用梁柱纤维模型对型钢混凝土梁-角钢混凝土柱组合框架滞回全过程开展数值仿真研究,并与试验结果对比. 在大量参数分析的基础上,探讨了此类组合框架滞回曲线特点,建立了单层单跨组合框架的荷载-位移恢复力模型,该模型可综合考虑轴压比和预应力度等的影响,能对此类组合框架在水平荷载作用下的滞回性能进行预测,其结果与试验及数值仿真结果一致. 相关研究可为简化结构弹塑性动力分析提供参考.      

钢纤维混凝土极限抗拉强度普适计算模式研究

基于复合材料力学理论,建立了双因素、双参数的钢纤维混凝土抗拉强度普适计算模式.通过试验,分析了钢纤维混凝土极限抗拉强度与钢纤维体积掺率及基体强度等级的关系.进而结合试验结果,对比分析了现有典型计算模式在面向不同的基体强度等级时存在的弊端,并验证了双因素、双参数模型.在此基础上,通过对试验数据的回归分析,给出了计算模式中各参数的建议值.     

基于累积损伤的弯矩曲率强度退化滞回模型

建立了钢筋混凝土构件强度退化的一般数学表达式,提出了以损伤值为变量的强度退化函数的概念,指出了强度退化模型的本质就是确定强度退化函数。以Kawashima实验室1997年进行的1组试验为基础,通过考察不同加载路径对构件强度退化的影响,在弯矩-曲率层面上建立了强度退化函数的具体表达形式。分析结果表明,所建立的滞回模型能够反映强度退化现象,与实验结果吻合较好。用S.K.Kunnath等人1997年完成的另一组试验进行了验证,进一步说明了所建立强度退化滞回模型的适用性。     

基于纤维梁柱单元的钢筋混凝土柱往复荷载作用下破坏过程分析

为高效准确地模拟往复荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏过程,基于结构精细化模拟分析平台(RSAPS)中的纤维梁柱单元模型,建立一种考虑损伤破坏的钢筋本构模型,并构建了材料破坏准则,从而建立了钢筋混凝土构件受力破坏的分析方法。应用RSAPS平台对钢筋混凝土柱往复加载试验进行模拟,结果表明考虑钢筋损伤破坏的模型可以很好地模拟构件的刚度和承载力退化过程,模拟结果与试验结果更为吻合;进一步对往复荷载作用下钢筋混凝土柱的破坏过程进行模拟分析,结果表明考虑钢筋损伤破坏的模型能够准确地模拟由于局部材料失效破坏导致的钢筋混凝土构件承载力退化、耗能能力降低等非线性行为,可以较好地描述往复荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏过程,可用于地震作用下建筑和桥梁结构倒塌过程分析。     

改性纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土柱抗震性能

为研究掺入聚乙烯醇(PVA)纤维的纤维编织网增强混凝土(TRC)对加固钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的影响,共制作了7根钢筋混凝土柱.其中,1根为对比柱,4根方形柱,1根圆柱,1根矩形柱.除对比柱外,其余6根钢筋混凝土柱均采用TRC加固.通过对7根试件进行低周往复加载试验,分析了不同PVA纤维掺量和截面形式下各试件的抗震性能指标.结果表明:TRC能够有效约束RC柱核心混凝土,掺入一定体积掺量的PVA纤维后,TRC的限裂效果进一步增强,提高了加固柱的开裂荷载和峰值荷载;PVA纤维体积掺量在0.5%以内时,加固柱的延性得到改善,刚度退化速率减慢,耗能能力增强,但随着体积掺量继续增大,延性和耗能能力均有所降低,刚度退化速率增大;TRC加固圆柱的承载能力较低,但延性、刚度退化以及耗能能力均优于其他两种截面形式的TRC加固柱.PVA纤维体积掺量在0.5%以内较为合理,且TRC加固后圆柱的抗震性能更好.     

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.     

钢筋混凝土柱的参数化有限元分析

基于ANSYS提供的二次开发工具APDL,开发钢筋混凝土柱有限元参数化分析技术,能够大大提高钢筋混凝土梁分析效率.     

爆炸荷载作用下钢纤维混凝土梁的动力响应分析

在混凝土、钢纤维混凝土已有动力实验资料的基础上，以材料动力强度提高系数与应变速率的关系为主要依据，建立了材料的一维粘弹塑性动力本构模型并用chen-chen模型将其推广为二维动力本构模型。运用改进了的chen-chen模型对钢纤维混凝土简支梁进行了非线性动力响应分析，所得结果与实验结果吻合良好。     

基于截面纤维模型的RPC箱型桥墩抗震性能分析

为探讨RPC箱型桥墩的延性抗震性能,采用截面纤维模型编制了压弯构件非线性分析程序,程序考虑了轴力的二阶效应,能模拟水平荷载不同的加载方向角,可对包括卸载过程在内的全过程受力性能进行分析.通过3个施加常轴力的RPC箱型桥墩水平反复加载试验结果与数值分析对比,验证了程序的准确性.在此基础上运用编制的程序分析了轴压比、纵筋率、截面长宽比和截面开孔率等参数在不同水平荷载加载方向时对RPC桥墩延性抗震性能的影响,得到了最不利水平加载方向与截面长宽比之间的关系.