ABAQUS塑性损伤模型非线性分析在双向板试验中的应用研究

塑性损伤模型是有限元软件ABAQUS中应用广泛的一种混凝土非线性本构模型.采用CDP混凝土本构模型并针对混凝土非线性行为进行有限元模拟,结合一个现浇双向板试验对比分析,验证了在ABAQUS有限元分析中CDP模型应用到混凝土结构中可以较好的为解决实际工程提供分析参考价值.     

CFRP-PCPs混凝土板试验及裂缝计算方法研究

在完成3块CFRP-PCPs复合筋混凝土板和1块普通混凝土板竖向荷载的静力加载试验的基础上,运用ANSYS对试验进行非线性有限元模拟及仿真分析,对我国现行的《混凝土结构设计规范》中应用于预应力混凝土梁的裂缝宽度计算公式进行了修正,给出了适合CFRP-PCPs复合筋混凝土单向板的裂缝建议计算公式,本文试验试件的实测数据和应用建议公式计算结果对比表明,试验值略小于计算值,较安全.     

损伤塑性模型的耦合关系

由于ABAQUS软件的强大分析能力和模拟复杂问题的可靠性,已经在土木领域中得到广泛应用。分析了软件中能有效模拟混凝土非线性行为的损伤塑性模型(CDP)的耦合关系,并总结比较两种模型理论中损伤的物理意义。     

预应力CFRP板加固混凝土梁挠度计算方法

在完成6根预应力碳纤维板加固混凝土梁抗弯试验基础上,对我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中适用于预应力混凝土梁短期刚度的计算公式进行了修正并提出了适合于预应力CFRP板加固混凝土梁挠度计算的建议公式,应用建议公式对本文的试验梁以及国内外8根试验梁进行了对比计算。结果表明,计算值与试验值吻合较好。     

基于损伤塑性模型的无腹筋简支梁的非线性分析

以剪跨比为1.5的无腹筋简支梁受剪性能试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS 建立了无腹筋简支梁受剪的损伤塑性有限元模型,模拟构件加载的全过程和破坏过程、混凝土开裂等形态下构件的受力性能。模型中考虑了材料非线性和混凝土的损伤等。计算结果与试验吻合良好,通过调整混凝土损伤塑性模型的参数,探讨了损伤模型参数对计算结果的影响等问题。分析结果表明：损伤塑性模型模拟混凝土材料的非线性本构关系是行之有效的。为进一步利用ABAQUS对钢筋混凝土进行损伤塑性有限元分析提供了参考。     

钢纤维混凝土桩基厚承台承载力计算方法分析

根据承台试验和三维非线性有限元计算结果，提出了适宜进行厚桩基承台传力机理分析的计算模型。并结合文献[1]公式，按该模型的传力方式提出了钢纤维混凝土桩基厚承台承载力的简化计算方法。     

钢-混凝土组合梁负弯矩区裂缝宽度数值计算模型

为得到较为准确的钢-混凝土组合梁负弯矩区裂缝宽度分析模式,综合考虑钢筋和混凝土间黏结应力-滑移关系、钢梁与混凝土界面的滑移效应、混凝土收缩应变以及拉伸硬化效应,基于黏结-滑移理论建立了静力荷载作用下组合梁负弯矩区裂缝宽度的数值计算模型,并将模型预测值与相关文献数据和规范公式计算结果进行了对比分析.结果表明:在组合梁达到屈服荷载前,模型计算值能够较好地模拟裂缝宽度的发展过程,不考虑钢梁与混凝土板之间界面滑移效应时得到的裂缝宽度比考虑界面滑移效应时增大10%左右;按照规范推荐公式得到的结果与试验值偏差较大,而采用数值模型所得结果与试验值吻合度较高,离散系数极小,进一步验证了模型的准确性和适用性.     

矩形钢管混凝土内隔板式节点抗剪承载力研究

在对方钢管混凝土框架节点受力机理研究的基础上,利用形状改变比能理论和混凝土斜压杆力学模型推导了内隔板式节点核心区受剪承载力计算的叠加公式．并与我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS159：2004）中相关公式及试验结果进行了比较．通过比较可知,《规程》推荐的节点核心区受剪承载力公式计算值偏大,且没有考虑轴压比的影响;本文推荐的节点核心区受剪承载力公式计算值与试验值吻合良好,且考虑了轴压比的影响,理论相对完善,公式的力学概念明确,计算结果安全、合理,可用于指导工程实践．     

预应力混凝土连续梁桥极限承载力研究

根据Timoshenko梁理论，采用分层组合式有限元模型，建立了预应力混凝土连续梁桥非线性全过程分析的计算方法，并编制了计算程序．用该方法对7根试验梁的荷载及变形进行计算，计算值与试验值符合良好．     

CDP模型参数计算及取值方法验证

为了将混凝土结构设计规范中的混凝土应力-应变曲线应用到ABAQUS混凝土塑性损伤模型中,对混凝土塑性损伤模型参数计算方法及损伤因子的取值范围进行了研究,以1根简支梁受弯试验为例,对混凝土应力-应变曲线截断处及损伤因子的取值进行标定.为了验证所提模型参数计算方法及取值的合理性和准确性,选取了2根简支梁和1片剪力墙进行有限...     

地下高压岔管洞室稳定及衬砌损伤开裂分析

根据围岩和混凝土破坏原理，提出了围岩和混凝土损伤开裂的三维非线性有限元计算方法，给出了混凝土衬砌开裂后裂缝宽度的估算公式，并对实际工程进行了分析计算。探讨了高压岔管受力和破坏的一些基本特性。     

预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度计算

为了研究预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段的挠度变化规律,通过12根预应力自密实再生混凝土梁张拉阶段应变和反拱的实测数据,结合现有理论计算方法及规范公式,推导出预应力自密实再生混凝土梁的弹性刚度计算公式,并基于概率论方法,给出弹性刚度折减系数建议值.通过其他3根预应力自密实再生混凝土梁在弹性阶段的试验来验证建议公式的适用性,结果表明,预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度实测值较按规范公式计算值大,且与本文建议公式计算值符合较好.     

预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度计算

为了研究预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段的挠度变化规律,通过12根预应力自密实再生混凝土梁张拉阶段应变和反拱的实测数据,结合现有理论计算方法及规范公式,推导出预应力自密实再生混凝土梁的弹性刚度计算公式,并基于概率论方法,给出弹性刚度折减系数建议值.通过其他3根预应力自密实再生混凝土梁在弹性阶段的试验来验证建议公式的适用性,结果表明,预应力自密实再生混凝土梁弹性阶段挠度实测值较按规范公式计算值大,且与本文建议公式计算值符合较好.     

配筋砌块砌体剪力墙受剪承载力预测方法

为建立配筋砌块砌体剪力墙受剪破坏的力学模型和受剪承载力计算方法,根据配筋砌块砌体剪力墙受剪破坏试验特征,考虑灌芯砌块砌体材料受压过程的软化效应,提出了基于软化拉压杆模型的配筋砌块砌体剪力墙受剪承载力预测方法.通过国内外54片配筋砌块砌体剪力墙受剪试验数据对软化拉压杆模型合理性进行验证,并将其预测结果与国内外相关建议公式计算值进行对比分析.研究结果表明:软化拉压杆模型计算得到的配筋砌块砌体剪力墙受剪承载力与试验结果吻合较好,其预测值相较国内外相关建议公式计算值更接近于试验值,同时变异系数较小;而且此模型具有明确的力学模型,能够较好反映剪跨比不大于2.0的配筋砌块砌体剪力墙的剪切传力机理.     

地下高压岔管洞室稳定及衬砌损伤开裂分析

根据围岩和混凝土破坏原理，提出了围岩和混凝土损伤开裂的三维非线性有限元计算方法．给出了混凝土衬砌开裂后裂缝宽度的估算公式，并对实际工程进行了分析计算．探讨了高压岔管受力和破坏的一些基本特性．     

基于局部损伤混凝土模型的FRP-混凝土界面有限元分析研究

基于局部损伤混凝土模型建立了FRP-混凝土搭接接头的精细有限元模型,对其界面在准静态荷载和动力荷载下的粘结性能进行了研究.将准静态有限元模拟结果与FRP-混凝土搭接接头单剪试验数据进行了比较,同时完成了该局部损伤混凝土模型的各参数分析,详细讨论了混凝土断裂带宽度和断裂能等因素对有限元计算的影响.该模型计算得到的准静态荷载-滑移及应变分布曲线均接近试验结果,且通过数值分析还能详细展示FRP-混凝土界面的损伤、传递及破坏过程,预测构件的静态承载能力和FRP-混凝土粘结滑移行为.在此准静态精细有限元模型基础上引入与应变率相关的混凝土动力增强因子(dynamic increasing factor,DIF),针对不同加载速率下FRP-混凝土粘结滑移行为进行了初步讨论,指出高加载速率会导致FRP-混凝土界面承载能力的提高和有效搭接长度的增长,并扩大破坏区域的范围.     

基于塑性损伤模型的管片接头阶段分析

基于上海地铁13号线管片接头足尺加载实验,结合ABAQUS中混凝土塑性损伤模型和混凝土结构设计规范,对混凝土CDP模型的参数进行标定,并建立盾构管片接头塑性损伤三维有限元模型,研究管片接头在弯矩和轴力共同作用下的损伤破坏的全过程,对破坏过程中四个阶段的弯矩、裂缝张开量、挠度和损伤之间的关系进行详细分析。结果表明:塑性损伤模型计算得到的挠度-荷载曲线和试验曲线吻合较好,管片接头经历全截面受压阶段、小变形阶段、大变形阶段和接头接触挤压破坏阶段。以裂缝张开量为基础,结合管片接头挠度、弯矩和拉伸损伤带的损伤平均值,提出盾构管片接头损伤破坏的健康评价指标。     

FRP约束损伤混凝土环向应变-轴向应变关系

为分析混凝土损伤对FRP约束混凝土的影响,通过收集已有文献的264个试验数据,建立一个包含混凝土试件截面形状、损伤种类和损伤程度,以及FRP约束刚度的大型数据库. 基于数据库对现有环向应变-轴向应变关系模型进行评估,并在Jiang等模型的基础上,建立FRP约束损伤混凝土柱的环向应变-轴向应变关系模型,采用数据库对新提出模型的准确性进行验证. 计算结果表明:Jiang等模型可以准确描述FRP约束未损伤混凝土圆柱的环向应变-轴向应变关系,但是现有的FRP约束未损伤混凝土柱的环向应变-轴向应变关系模型不适用于FRP约束损伤混凝土柱; 并且随着混凝土损伤程度的增加,现有模型的计算值与试验值的偏差也在增加. 新提出的模型能够准确描述FRP约束损伤混凝土的环向应变-轴向应变关系,模型可推广应用于FRP约束高温损伤混凝土柱. 新模型既可以同时适用于FRP约束预损伤圆形、正方形、长方形截面混凝土柱,也可以计算FRP约束预加载混凝土圆柱与方柱.     

UHPC梁开裂弯矩和裂缝试验

为研究超高性能混凝土梁的开裂弯矩和裂缝特征及评估现有规范公式计算超高性能混凝土梁开裂弯矩和裂缝宽度的适用性,进行了8根超高性能混凝土T形简支梁的受弯性能试验,观察试验梁的开裂弯矩和裂缝发展．试验结果表明:预应力水平对开裂荷载影响较大;超高性能混凝土梁的弯曲裂缝细而密,加载初期最大裂缝宽度发展较慢,纵筋屈服后最大裂缝宽度发展明显加快;利用现有规范公式计算超高性能混凝土梁开裂弯矩和最大裂缝宽度过于保守．在现行规范公式的基础上引入抗裂影响系数和裂缝修正系数,给出了超高性能混凝土梁开裂弯矩和最大裂缝宽度的建议公式,建议公式的计算值和试验值吻合良好．     

体外预应力混凝土梁挠度计算方法的探讨

进行了6根体外预应力混凝土梁的试验研究，利用现行规范公式对体外预应力混凝土梁的变形计算问题进行了分析讨论．并将计算结果与试验结果进行了对比分析，检验了规范公式对体外预应力混凝土结构的适用性，为研究更精确的体外预应力混凝土结构的变形公式提供了一些建议．