适用于有限元片状裂缝模型的钢筋与混凝土粘结滑移关系

对比分析了常用的几种钢筋与混凝土粘结滑移关系,采用Hohai RCFE-P有限元软件计算各粘结滑移公式相对应的裂缝宽度,并与《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)[1]最大裂缝宽度公式计算值进行比较。结果表明:各粘结滑移公式差异大且不适用于有限元片状裂缝模型的计算。因此,参照文献[1]规定的粘结滑移公式,建立了基于GA-BP神经遗传网络的粘结滑移公式反演模型,以文献[1]中最大裂缝宽度公式计算值为预测样本,对文献[1]粘结滑移公式中的系数进行参数反演,给出了适用于有限元片状裂缝模型的粘结滑移公式。算例结果表明,本文提出的粘结滑移公式能满足有限元裂缝宽度的计算要求。     

基于粘结滑移的衬砌裂缝宽度计算模型研究

基于粘结滑移理论提出了一种“实体单元-影子节点-梁单元”的传力体系。以某一模型试验为例,将钢筋混凝土衬砌采用分离式建模并构建此传力体系。通过有限元计算求得受力钢筋的应力,结合规范的计算公式求出裂缝的最大宽度。与试验结果进行对比,验证了有限元建模运用此传力体系并结合规范公式计算最大裂缝宽度的可行性,可为同类工程最大裂缝宽度提供一种新的计算方法。     

基于局部滑移理论的钢筋混凝土轴拉构件刚度分析

基于钢筋与混凝土黏结的局部滑移理论,将开裂后混凝土轴心受拉构件分为无滑移未开裂段和局部滑移段,以一个裂缝间距范围内这两段的平均刚度作为整个构件的刚度,推导出轴心受拉构件刚度的计算公式。该公式刚度计算值与试验值差距较大,但该公式计算的平均裂缝宽度与我国现行规范中的计算值吻合较好。给出了一个范例试件局部滑移长度和轴拉刚度随轴力增加的变化曲线。结果表明:局部滑移长度随轴力的增加近似线性延长;轴拉刚度在试件刚开裂时迅速退化,开裂后退化速度减缓。     

Y岔圆形调压井结构限裂配筋设计

采用三维非线性有限元和平面钢筋混凝土非线性有限元相结合的方法,对Y岔圆形调压井结构进行限裂配筋设计,利用三维非线性有限元计算衬砌内力,按承载能力极限状态进行配筋。在平面钢筋混凝土非线性有限元进行裂缝宽度计算时,采用应力等效的方法计入三维效应,考虑钢筋或钢板与混凝土之间的粘结滑移。为同类工程限裂配筋设计提供一套合理的计算方法。     

水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算研究

为了研究水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算公式,从而对《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)中裂缝计算公式修正提供参考,本文对32根高强钢筋混凝土梁进行了受弯试验研究,分析其裂缝发展性能,结合收集到的其他研究者同类试验裂缝数据共计167组,从水工角度对该类构件的裂缝宽度计算进行了统计分析。结果表明:此类高强钢筋混凝土构件裂缝发展规律同普通钢筋混凝土构件相同。但是,构件短期效应下最大裂缝宽度实测值大于2008水工规范计算值。为此,本文基于以上试验数据给出了与试验数据符合良好的裂缝宽度计算公式。这些公式不仅可以用于配置高强钢筋水工混凝土构件的裂缝计算,而且还可以作为《水工混凝土结构设计规范》修订参考。     

无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝宽度计算的试验研究

本文给出了矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝宽度的试验结果.在此基础上，结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果，提出了裂缝宽度计算公式.经与试验结果验证知，这些公式计算精度较高，可满足工程设计要求.     

圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算

我国现行的(JTJ 267-98)没有给出圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算方法,本文探讨分析了圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算方法,给出有效受拉钢筋配筋率的计算公式,并在文献[2]的基础上给出进一步简化的钢筋应力计算公式.为保持与现行规范(JTJ 267-98)裂缝宽度计算方法的衔接,裂缝宽度公式采用了现行规范公式的形式.计算结果表明,本文公式计算的裂缝宽度与试验实测裂缝宽度符合较好,可供港口工程混凝土结构设计规范修订参考.     

耐碱玻璃纤维对混凝土裂缝的影响

为了研究耐碱玻璃纤维对混凝土梁裂缝的改善效果,按纤维体积率的不同设计了4组试验,每个体积率下制备了2根混凝土梁进行试验,并按照混凝土结构设计规范优化了耐碱纤维混凝土梁最大裂缝宽度的计算方法,计算了最大裂缝宽度与试验结果进行对比。结果表明:耐碱玻璃纤维能够很好的抑制混凝土裂缝的发展,且纤维体积率在1.50%时效果最佳;随着荷载的增加,最大裂缝宽的计算值与试验值拟合较好。     

海洋环境下CFRP-混凝土粘结性能的试验研究

为全面了解海水环境下CFRP-混凝土界面粘结性能的变化规律,采用单面剪切试验方法,考虑混凝土强度、CFRP的宽度、CFRP的粘贴长度以及海水侵蚀时间等因素,对CFRP-混凝土的粘结性能进行了深入研究。试验结果表明:随着侵蚀时间的增加,界面粘结强度总体呈缓慢下降的趋势;荷载滑移曲线上拐点所对应的滑移值以及最大滑移值有所增加;剪应力分布曲线可以较好的反应出界面的剥离过程;混凝土强度等级对粘结强度的影响程度较小。更多还原     

钢筋混凝土梁的断裂力学分析

根据混凝土材料开裂的非线性特性,采用断裂力学对钢筋混凝土三点弯曲梁进行了有限元分析。考虑了钢筋与混凝土的粘结滑移作用,以裂缝前端应力强度因子为判据,分析了裂缝的稳定性和钢筋的限裂作用。     

扩展有限元法及其在钢筋混凝土结构中的应用综述

简述扩展有限元法的基本思想和应用价值,以钢筋混凝土的裂纹问题(强不连续问题)为例对扩展有限元法中描述裂纹的水平集法、不连续位移场富集策略、积分方案进行了介绍,并给出相关领域近年来的研究成果。概述扩展有限元法在断裂力学领域中的应用动态。在此基础上,分别从混凝土开裂和钢筋与混凝土两种材料的黏结滑移两个方面介绍扩展有限元法在钢筋混凝土结构开裂分析中的研究与应用进展,指出为将该方法应用于水工钢筋混凝土结构等规模巨大、配筋和受力复杂的实际工程中,需对单元模型、裂缝处理方式以及裂缝处钢筋应力等问题进行深入研究。     

钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程模拟

改进后的扩展有限元法位移函数能够更好地反映真实的裂缝尖端渐近位移场,而且无需后处理便可求得应力强度因子,从而为分析裂缝扩展过程提供了便利。为研究钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程的规律,采用改进后的扩展有限元方法模拟了不同配筋率和不同钢筋位置的三点弯曲梁。文中阐述了改进后扩展有限元法的基本原理,利用虚功原理推导了其支配方程,并介绍了钢筋混凝土三点弯曲梁的应力强度因子计算方法。研究表明:对于超筋结构,起裂断裂韧度与试件配筋率无关;钢筋处于临界位置时起裂韧度与失稳韧度均达到最小值0.567和1.666 9 MPa·m0.5,且钢筋贯穿裂缝时的断裂韧度小于钢筋未贯穿裂缝时的值,对含有宏观裂缝的结构进行锚杆加固时应将锚杆置于裂缝前端。     

考虑黏结滑移的钢衬钢筋混凝土管道承载特性分析

基于三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道实际工程和大比尺模型试验参数,建立了管道斜直段局部三维有限元数值分析模型,采用混凝土塑性损伤模型模拟管道外包及坝体混凝土,并在钢筋与混凝土界面插入内聚单元来模拟钢筋与混凝土之间的黏结滑移特性.钢筋分别采用埋入式和分离式两种模型,系统地研究了考虑黏结滑移以及黏结强度大小对管道承载特性的...     

粗粒料非线性模型(hhu-KG)的有限元实现及工程应用

介绍了一种可以考虑剪胀效应、中主应力影响以及强度非线性的粗粒料非线性模型(hhu-KG模型)。在次弹性理论的基础上将其扩展为一般应力空间中的应力应变关系,并基于土石坝静动力流固耦合可视化分析软件平台开发了该模型的有限元计算程序。采用该模型和邓肯E-B模型对某面板堆石坝进行了三维有限元数值模拟,并对两种模型的模拟结果进行了对比分析。结果显示,相较于邓肯E-B模型,hhu-KG模型计算所得到的最大沉降值与最大面板挠度值略小,而最大顺河向位移值略大,但是两种模型计算所得的坝体与面板变形分布规律大致相同,且符合工程的一般规律,验证了基于次弹性理论推导的刚度系数矩阵的合理性,同时也说明了hhu-KG模型在土石坝静力有限元分析中的适用性。研究成果为粗颗粒土在土石坝的应用提供参考。     

圆形有压隧洞混凝土衬砌结构计算方法的比较

水电站圆形有压隧洞钢筋混凝土衬砌常用计算方法有公式法、弹性力学法、边值法及有限元法等,但这几种方法计算结果常常相差较大,笔者分析了计算结果相差较大的原因,对这几种计算方法进行了初步分析评价。     

基于扩展有限元法的混凝土三点弯曲梁裂缝扩展模拟研究

扩展有限元法(X-FEM)是一种研究裂纹扩展的有效路径,其基于单元分解的思想引入了加强函数,避免了在处理非连续问题时对网格重新划分。利用扩展有限元法模拟了混凝土三点弯曲梁开裂的全过程,得到了三点弯曲梁在不同缝高比、不同试件厚度条件下的荷载-位移曲线(P-CMOD),结合线性叠加原理和双K断裂准则计算其断裂参数,同时对这些参数进行比较分析。对不同距离偏置裂缝三点弯曲梁进行数值模拟,分析了初始裂缝位置对裂纹发展规律和承载力的影响。通过与已有试验得到的断裂规律进行比较,结果表明:起裂荷载和失稳荷载随缝高比增大而减小;随着试件厚度增大,起裂荷载和失稳荷载随之增大,但起裂韧度和失稳韧度没有明显变化;数值模拟结果符合试验的断裂规律,验证了扩展有限元的合理性。     

单轴对称工形曲梁稳定承载力计算公式

利用ANSYS有限元软件对单轴工形曲梁的稳定承载力进行了分析。在总结不同曲梁稳定极限承载力公式的基础上,通过有限元计算结果进行非线性回归,给出了单轴对称工形曲梁极限承载力计算公式,并验证了公式的合理性。