十字形钢骨混凝土柱的力学性能研究

为研究这种新型构件的力学性能,扩大异形柱的应用范围,采用有限单元法,建立了十字形钢骨混凝土异形柱的有限元分析模型．通过对十字形钢骨混凝土异形柱进行轴心受压和偏心受压的数值计算,将计算得到的荷载一位移曲线与试验结果进行比较,有限元计算的结果与试验结果吻合较好．说明了有限元方法对钢骨高强混凝土十字形截面短柱轴压和偏压承载力进行分析计算的可行性;也为钢骨混凝土异形柱力学性能的研究提供新的研究方法．     

钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁节点抗震性能的有限元模拟

运用有限元软件ANSYS对文献[1]中的钢管混凝土柱-环梁节点抗震性能试验模型进行了数值模拟。由于钢管混凝土与钢筋混凝土的非线性很高,收敛困难,为此本文对钢管使用SOLID45单元,对混凝土使用SOLID65单元,混凝土与钢管的接触面则使用COMBIN39弹簧单元。模拟结果中给出了混凝土的开裂位置、钢筋框架中的应力以及荷载与柱转角的滞回曲线,这些结果与试验结果基本吻合。     

轴心受压钢骨方钢管高强混凝土组合短柱承载力

为研究钢骨方钢管高强混凝土组合短柱轴心受压力学性能,基于合理选取钢材和混凝土本构关系以及正确定义单元类型、模型接触、加载边界条件和加载方式,采用大型通用有限元软件ABAQUS建立钢骨方钢管高强混凝土组合短柱轴心受压有限元模型,通过后处理得到组合短柱的荷载纵向应变关系曲线,并与试验的荷载纵向应变曲线进行对比分析。分析了典型试件受力全过程以及最终破坏形态,同时比对了不同类别组合短柱轴心受压承载力简化计算公式,最后给出最优简化计算公式。     

高强混凝土框架节点单向荷载的有限元分析

论述了单调荷载下高强钢筋混凝土框架节点的非线性受力性能。高强混凝土选用基于等效单轴应变的增量式正交异性混凝土模型，及高强混凝土单轴受力下的应力-应变关系．钢筋应力-应变关系采用了弹塑性模型，高强混凝土和钢筋之间采用双垂直弹簧模型，编制了二维非线性有限元分析程序，并用此程序计算了在单调荷载下的这4个高强混凝土框架节点试件屈服荷载、极限荷载并绘出骨架曲线，计算结果与试验结果吻合较好。     

型钢桁架混凝土剪力墙的非线性有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS进行了型钢桁架混凝土中高剪力墙和低矮剪力墙的实体有限元分析,得到了型钢桁架混凝土剪力墙在顶部水平荷载单向加载作用下墙体的变形性能,裂缝出现、发展、分布形态,试件破坏的形态,水平荷载-位移骨架曲线,以及试件开裂荷载、极限荷载、初始刚度、屈服刚度等力学指标。结果表明,有限元模型分析结果与试验结果吻合很好,可为此类构件的受力性能分析提供一种有效手段。     

碳纤维布加固高强混凝土梁的有限元分析

目的研究有限元分析法在碳纤维布加固高强混凝土梁中的应用,通过与试验结果比较来验证有限元分析的可行性．方法采用ANSYS有限元分析软件,对碳纤维布加固高强混凝土梁的受力性能进行数值模拟,探讨了单元的选取、本构关系的设定、网格的划分以及模型的建立等,通过后处理得到荷载一位移曲线、荷载一应变曲线以及裂缝的开展情况．结果通过与试验结果的对比得知,二者的荷载一位移曲线、荷载一应变曲线趋势一致,极限荷载的误差也在允许范围内,裂缝开展情况与真实情况相符．结论建立的有限元模型可以较好地模拟碳纤维布加固高强混凝土梁的受力性能,有限元分析可以作为一个有效的手段来分析高强混凝土粱的抗弯加固性能．     

钢管混凝土组合节点的非线性有限元分析

在钢管混凝土柱—钢骨混凝土梁组合节点试验研究的基础上利用有限元软件ANSYS进行了反复荷载作用下的数值模拟,并对不同腹板厚度和钢骨混凝土梁纵筋配筋量对该组合节点承载力的影响进行了分析。结果表明,有限元计算所得的结果基本能反映结构在反复荷载作用下的应力状态、受力性能等。     

预应力钢与高强混凝土组合梁有限元分析

目的研究预应力钢与高强混凝土组合梁从加载到破坏的全过程，分析其力学性能，为工程应用提供可靠的理论依据．方法采用大型有限元软件ANSYS，对预应力钢与高强混凝土组合梁进行了空间非线性分析，在组合梁的有限元模型中，钢梁采用壳单元，混凝土采用体单元，混凝土中的普通钢筋通过单元实常数确定，预应力钢筋采用线单元，预加应力通过单元实常数确定。采用弹簧单元考虑了混凝土翼缘板同钢梁间的滑移；采用非线性材料本构模型关考虑了钢材和混凝土的材料非线性特性．结果计算得到了组合梁在不同加载状态的应力、应变，荷载一变形曲线，预应力钢筋增量曲线，滑移沿梁长分布曲线等，并与试验研究进行了比较．分析表明，高强混凝土和钢材的强度都得到了充分发挥．结论计算结果与已有试验结果较为吻合，因此，可以利用有限元方法研究组合梁的工作性能，代替部分试验研究．     

钢骨高强混凝土框架边节点试验研究

为了确定钢骨高强混凝土框架边节点的抗剪承载力，根据试验确定了影响钢骨高强混凝土框架边节点抗剪承载力的主要因素，介绍了节点试验的加载和测量方法，明确了影响节点承载力的主要因素为含钢率、轴压比和配箍率．分析得出节点的破坏可以分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段．试验表明轴压比和含钢率越大，节点的开裂荷载越大；轴压比、配箍率和含钢率越大节点的屈服荷载、极限荷载越大．     

FRP加固钢骨高强混凝土受弯构件非线性分析

目的 为进一步研究FRP(纤维复合材料)加固SRHC(钢骨高强混凝土)受弯构件的受力性能,对其在对称集中荷载作用下的整个受力过程进行分折.方法 基于平截面假定的有限条带法,根据现有加固理论及相关技术规程编制了加固结构抗弯承载力计算程序.结果 利用该程序计算得到弯矩-曲率、荷载-变形的关系曲线,以及混凝土强度、含FRP率对荷载-变形的影响曲线.当外荷载为极限荷载的14%左右时,受弯构件受拉区混凝土开裂,在相同变形条件下,FRP加固SRHC受弯构件的承载能力随着FRP层数的增加而增加,但超过3层以后,承载能力的提高幅度有所降低.结论 FRP加固SRHC结构具有较好的延性.     

钢筋混凝土圆柱极限承载力试验及有限元分析

对3根含不同配箍率的圆截面钢筋混凝土柔性柱的极限承载力进行了试验研究,并采用ANSYS10.0中的SOLID65和LINK8单元模拟3个圆截面钢筋混凝土柱,得到3根柱的荷载-位移曲线。经分析比较,有限元模拟的极限承载力与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土框架的三维非线性有限元模拟分析

采用ANSYS软件中非线性分析常用单元:SOLID65、LINK8及COMB IN39,分别模拟混凝土、钢筋以及钢筋与混凝土的黏结滑移,建立分离式模型模拟四层两跨钢筋混凝土框架的荷载位移曲线,通过与试验结果的比较,验证模型的正确性。然后根据ANSYS中建立分离式有限元模型模拟不同轴压比、不同混凝土强度及不同配筋情况下框架的荷载位移曲线,分析以上因素对水平承载力的影响。     

基于ANSYS的再生混凝土梁抗裂性能有限元分析

为分析不同掺量硅粉和聚丙烯纤维对再生混凝土梁抗裂性能的影响,对5根再生混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、应力分布和荷载-挠度曲线进行了ANSYS有限元分析。结果表明：硅粉和聚丙烯纤维的掺入,提高了再生混凝土的强度和整体刚度,使得梁抵抗拉应力的能力提高,抗裂性能增强、延性提高,开裂荷载和极限荷载均增大。当硅粉掺量为8%,聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,试件的开裂荷载和极限荷载达到最大值,分别为23.66 kN和128.5kN,较SF₀P₀均提高20%以上。     

CFRP加固RC梁静载荷效应的有限元模拟

目的应用非线性有限元方法模拟碳纤维复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土（RC）梁承载过程中结构的载荷效应（挠度、应力应变和承载力）．方法以4根CFRP加固RC试验梁的抗弯试验为依据，讨论了三维有限元分析模型的建立，包括：混凝土、钢筋、CFRP及CFRP和混凝土界面等单元的选择及本构关系原理。并选择了合适的裂面剪力传递系数．采用商业有限元计算软件ANSYS。模拟了4根CFRP加固RC梁加载的全过程．结果有限元模拟破坏承载力与实际破坏载荷基本接近，误差可控制在15％以内；有限元模拟压区混凝土、受拉钢筋、CFRP应变与实际测量应变在受拉钢筋屈服前基本一致；有限元模拟跨中挠度与试验测量挠度基本吻合．结论证明有限元方法可较好的预测CFRP加固RC梁的静载荷效应．     

波形钢组合桥面板受力性能分析

为研究波形钢组合桥面板的受力性能,首先设计了3组9个试件进行推出试验,分析其破坏形态、极限荷载值和滑移量,然后建立了有限元模型,分析了波形钢组合桥面板在跨中集中荷载下挠度、界面滑移、波形钢板和剪力连接件应力及其分布。研究结果表明：开孔板PBL剪力连接件破坏分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段,试件为混凝土剪切破坏,破坏时有着良好的延性,贯穿钢筋和粘结摩擦力对剪力连接件的承载力和滑移量有着重要的作用,5 m跨径的波形钢组合桥面板极限承载力为630 kN,桥面板在荷载作用下经历弹性阶段、裂缝发展阶段、屈服阶段、破坏阶段4个阶段,开孔板PBL剪力连接件可以有效地将两种结构组合在一起,波形钢板和剪力连接件屈服区域均集中在跨中,其中波谷区域最明显。     

预应力混凝土梁受力全过程有限元分析

采用考虑材料非线性的有限元方法,选取适当的混凝土、普通钢筋和预应力筋的本构关系和单元类型,对6根预应力混凝土梁的受力全过程变形性能进行了非线性有限元分析,获得了梁的跨中弯矩-挠度曲线,受压边缘混凝土和预应力筋的荷载-应变曲线以及屈服位移、极限位移和位移延性系数等计算成果,与试验成果对比符合良好表明,基于ANSYS程序建立的有限元数值模型用于研究预应力混凝土受弯构件的变形性能是可行的.     

型钢混凝土组合框架力学性能非线性分析

在充分考虑混凝土损伤、材料非线性及单元类型的基础上,建立了由预应力（非预应力）型钢混凝土梁及角钢混凝土柱构成的型钢混凝土组合框架有限元模型,对其在水平荷载作用下的力学性能进行数值分析及试验对比验证。在此基础上,进一步研究了水平荷载作用下组合框架受力的全过程,并对影响此类框架力学性能的主要因素进行了参数敏感性分析。结果表明：组合框架在梁端和柱底部均出现塑性铰,能实现“强柱弱梁”的破坏机制;随着轴压比增大,水平荷载‐位移曲线峰值荷载先增加后减小,峰值荷载对应的位移减小,延性降低;随着长细比增加,结构刚度降低,峰值荷载减小,延性增加。     

钢管赤泥混凝土粘结滑移影响因素

为了研究钢管赤泥混凝土粘结滑移性能,考虑了截面形式等5个变化参数,制作了短柱试件进行推出试验,获得了钢管赤泥混凝土的荷载-滑移曲线,并对变化参数的影响进行了分析.结果表明:粘结峰值荷载随赤泥替代率的提高先增加后降低,赤泥替代率为5%时,粘结峰值荷载达到最大;赤泥替代率为20%时,粘结峰值荷载与标准钢管混凝土相当;粘结峰值荷载随混凝土强度及长径比的增加而增加,随宽(径)厚比的增加而减小;圆截面试件的粘结滑移性能优于方形截面试件.     

火灾下钢框架结构的热-结构耦合非线性分析

在ANSYS有限元分析软件中建立1榀2跨框架模型,采用SOLID70和SOLID45单元进行热-结构耦合分析,研究火灾下钢框架结构的非线性反应．研究结果表明,火灾下钢框架的非线性反应可以划分为4个阶段,火灾中梁的截面温度为非线性分布,节点部位是钢框架抗火的薄弱环节．