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.     

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。     

ST12材质焊接工字形钢支撑滞回性能数值模拟

为研究罕遇地震情况下钢支撑的滞回性能,在已有试验研究的基础上,开展了数值模拟研究.详细分析了失稳发展过程及失稳形式、最大抗压承载力、屈曲后承载力、跨中最大横向变形、循环累积耗能等性能指标.总体上,数值模拟结果与试验结果及相关规范、文献结果吻合较好,且数值模拟结果的离散性要小于试验结果,验证了数值模拟分析的可信性.基于此...     

钢筋混凝土空腔墙滞回性能研究

为研究空腔墙的滞回性能,开展了一个普通墙和三个空腔墙的拟静力试验,并提出了适用于空腔墙的数值建模方法.分析了不同墙体的塑性发展、破坏形态,以及特征点的荷载、变形和受力差异.研究结果表明:低矮剪力墙的破坏模式为剪切破坏,耗能能力低、延性差;在低矮剪力墙中设置空腔可有效地降低剪力墙的刚度和承载力,空腔越大,其刚度和承载能力降低越多;空腔的存在使得暗柱和空腔壁的裂缝发展和分布更加均匀细密,更有利于耗能,在剪力墙中通过合理设置空腔,可以实现刚度、承载力和延性的合理匹配;通过放松剪力墙底部的约束和设置多个空腔可以达到提高剪力墙延性和改善破坏模式的目的.提出的分层壳模型可以较准确地分析和预测空腔墙在侧向荷载作用下的内力和位移响应.     

冷弯薄壁方钢管混凝土梁的荷载-位移滞回性能研究

进行6根冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁在循环荷载作用下的试验,研究了试件的破坏形态,并对其荷载-位移滞回关系曲线及其骨架曲线进行分析,研究其在不同参数下的滞回性能、延性等重要抗震性能指标.得到的主要结论如下：⑴冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁荷载-位移滞回曲线呈梭形,较为饱满,没有出现明显的捏缩现象,表明构件具有较好的延性和耗能能力.⑵宽厚比越小,滞回曲线梭形越饱满;跨高比越小,滞回曲线梭形也越饱满,构件的塑性变形能力越强,具备更好的地震吸收能力和优越的抗震能力.⑶比较荷载-位移滞回曲线的骨架曲线,不同参数对冷弯薄壁方钢管混凝土梁的竖向承载力影响很大.     

钢管橡胶混凝土柱滞回性能数值分析

为研究橡胶混凝土的单轴受压力学性能,得到钢管橡胶混凝土在单轴受压荷载作用下的应力-应变全曲线.试验采用位移加载控制方式获取了不同配合比相应的应力和应变数据,并采用ABAQUS混凝土塑性损伤模型验证,计算分析了不同长细比参数控制下普通钢管混凝土柱和钢管橡胶混凝土柱的滞回性能.研究结果表明:橡胶钢管混凝土柱虽然具有良好的变形性能,但由于其承载力大幅下降,橡胶钢管混凝土柱的耗能性能低于普通钢管混凝土柱.钢管橡胶混凝土柱的抗震性能评价仍需进一步研究.     

钢筋混凝土抗贯穿数值模拟

通过开发LS-DYNA程序的用户自定义功能,将混合型混凝土材料动态损伤模型嵌入到该程序中,对钢筋混凝土的侵彻贯穿问题进行了数值模拟研究.数值模拟结果表明,利用该模型能较好地反映脆性材料前表面的锥形开坑、中间穿孔、背面层裂现象以及径向裂纹和环向裂纹的萌生扩展,并获得了混凝土内的拉压损伤分布,计算得到的破坏区域、弹体剩余速度与实验结果一致性较好.     

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。     

CFRP加固钢筋混凝土梁滞回性能试验与有限元对比研究

本文采用ANSYS有限元分析软件模拟低周反复荷载试验,分别对两根CFRP加固RC梁和一根普通RC梁的滞回性能进行了分析,然后分别与试验所得滞回曲线进行对比;研究表明:有限元分析结果与试验结果吻合较好,能够证明普通混凝土梁的滞回环较加固梁要饱满,耗能面积大,但承载力比加固梁则偏低。     

HRB400级钢筋混凝土柱的滞回性能分析

基于HRB400级钢筋混凝土柱的试验,对其滞回性能进行分析与研究,并对其损伤程度进行评价.通过比较两种不同的损伤模型,建议采用一个基于延性系数的损伤模型.为了找出结构(构件)的延性系数,根据试验的结果建立了其与累积滞回耗能的关系图.针对4个HRB400级钢筋混凝土柱的试验数据拟合结果,提出计算累积滞回耗能的方法.     

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.     

BFRP与CFRP加固混凝土短柱抗震性能试验研究

对5根采用玄武岩纤维布和碳纤维布加固的混凝土短柱和1根对比柱进行了低周反复荷载试验.试验表明,玄武岩纤维布环向包裹加固能显著改变混凝土短柱的破坏形态,提高混凝土短柱的抗剪承载力、延性和耗能能力.相同工况下,玄武岩纤维布加固短柱的抗震性能与碳纤维布加固的短柱相近.玄武岩纤维布因低廉的价格和较好的综合力学性能,在抗震加固领域将有较好的应用前景.     

钢筋混凝土异形柱非线性分析

在13根钢筋混凝土异形柱低周反复荷载试验研究的基础上,采用非线性分析方法对异形柱受力性能进行分析,并编制了计算异形柱荷载-位移骨架曲线的程序,计算结果与试验结果吻合较好,为预测地震作用下的钢筋混凝土异形柱的非线性行为提供了一种便捷的方法.此外,根据程序的计算结果,分析了轴压比、不同柱肢尺寸等因素对异形柱承载力和变形的影响.结果表明:轴压比的增大会提高异形柱的承载力,但试件变形能力有所降低;异形柱腹板尺寸增大时可以有效提高试件的水平极限承载力.     

钢筋混凝土双柱墩滞回性能数值模拟与分析

为了探究地震作用下钢筋混凝土双柱墩的力学性能及其影响因素,在详细阐述弹塑性损伤帽盖模型的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了钢筋混凝土双柱墩精细有限元数值模型,并基于正交试验设计原理,采用低周反复加载制度,进行了不同轴压比、配筋率、配箍率、混凝土强度的钢筋混凝土双柱墩滞回性能的数值模拟实验.计算结果表明:该精细有限元模型能够很好地模拟钢筋混凝土双柱墩的滞回性能;双柱墩的配筋率对其最大抗力与延性能力2个指标的影响最为显著;轴压比与混凝土强度对这2个指标的影响较大;配箍率在超过一定数值后,对这2个指标的影响较小.     

近断层竖向速度脉冲地震作用对RC柱抗剪性能的影响

以单个RC柱为分析对象,采用台湾集集地震中3组断层距18条速度脉冲型地震动记录,通过非线性动力时程分析,研究断层距、竖向与水平加速度谱值比、柱初始轴压比、竖向和水平振动周期以及剪跨比对RC柱抗剪性能的影响规律。结果表明:近断层竖向速度脉冲地震作用对RC柱的抗剪性能有很大影响;抗剪性能系数随反应谱比值增大而减小,中等初始轴压比与断层距、以及剪跨比与近断层距(0～10km)对柱抗剪性能有交互作用。最后,对结果进行非线性回归分析,建立了考虑近断层竖向速度脉冲地震效应及其影响因素交互作用的抗剪性能系数表达式。     

基于MIDAS Gen的多层钢筋混凝土框架结构倒塌数值模拟分析

汶川地震中大量钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构破坏严重,极震区其倒塌率却远超过多层砖混结构。2022年9月以来,四川频发地震,为重新探讨倒塌机理及抗震性能,本文研究通过实地震害及多层RC框架结构破坏形式,结合数值模型并应用MIDAS Gen有限元计算方法,研究了RC框架结构的倒塌机理、地震响应分析。结果表明：框架柱的破坏与屈服是RC框架倒塌的主要因素,模拟增设填充墙,当地震烈度达到10度时,层间位移角大约1/46,降低柱的轴压比,提高柱的破坏延性,增大结构的极限抗侧能力,起到抗震第一道防线的作用,避免整体屈服破坏。     

泡沫铝夹芯板抗侵彻性能的数值研究

应用LS-DYNA 3D有限元软件数值研究了固支泡沫铝夹芯方板的抗侵彻性能。分析了面板厚度、芯层厚度、芯层相对密度及不同子弹形状对夹芯板抗侵彻性能的影响,以及不同撞击速度下夹芯板各组成部分的能量耗散机制。研究结果表明,增加面板厚度、芯层厚度或芯层密度均能有效提高夹芯板的抗侵彻能力;泡沫铝夹芯板抵抗锥形弹侵彻的能力最弱;在研究范围内面板吸收了绝大多数冲击能。研究结果对泡沫金属夹芯结构的工程应用有一定的参考价值。     

低周反复荷载作用下钢筋混凝土异形柱框架的滞回性能分析

对一榀异形柱框架进行低周反复荷载试验研究,介绍了试验情况,对试件破坏过程及结果进行了描述,给出了荷载-位移曲线及骨架曲线;并基于框架试验数据,分析了模型的试验滞回特性,评估了框架的抗震性能,建立了框架的恢复力模型.得出如下结论:钢筋混凝土异形柱框架结构具有较好的滞回特性,变形特性介于剪力墙结构和普通框架结构之间;框架整体受力分析可采用退化三线型恢复力模型.     

磁力金属带传动主要性能参数的数值模拟

对新型磁力金属带传动的主要性能参数 ,如有效牵引力、传动比及弹性滑动率等进行了分析和数值模拟 ,揭示了这些参数是随磁感应强度、围包角及初张力而变化的规律 .由于电磁力的作用 ,其有效牵引力较普通带传动可提高 4～ 6倍 ,传动比可提高 3～ 4倍 ,而弹性滑动率仅为 0 .0 2 %～ 0 .0 5 % ,因而传动准确 ,效率高 ,传动性能也可得到较大程度的改善 .图 6 ,参 7     

复合生物质燃烧性能的数值模拟及实验

为探究复合生物质的燃烧性能,以圆筒形燃烧室的锅炉为例,利用FLUENT软件建立数学燃烧模型,并选取玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质作为模拟燃烧的燃料。分析4种生物质单独燃烧时燃烧室中心截面的温度分布,结合分析结果将玉米秸秆分别和木屑、稻秆按照不同的质量配比方案进行混合燃烧模拟,并对4种生物质及复合生物质做单烧及混烧实验验证。研究结果表明：4种生物质燃烧时燃烧室中心截面最高温度的排序为玉米秸秆>棉秆>木屑>稻秆,玉米秸秆的最高温度比其它3种生物质高100K以上;生物质的燃烧性能受一次风速、风温及自身含水率的影响较大;混烧明显好于单烧,实验验证玉米秸秆与木屑、稻秆的最佳质量配比分别为3:1、7:3,此时燃烧室中心截面的最高温度混烧比单烧分别提高90K和92K,且复合生物质提高了单一生物质的燃烧性能。