不同剪跨比下纵筋率对RPC梁受剪性能的影响

通过6根高强钢筋RPC梁的剪切破坏试验,分析不同剪跨比下纵筋率对高强RPC梁裂缝形态、破坏形态、剪切延性和承载力的影响,并基于极限平衡理论构建了高强钢筋RPC梁抗剪承载力计算式。结果表明:纵筋率对裂缝的开展有一定的抑制作用;纵筋率增加,主斜裂缝倾角减小,梁的破坏形态由沿主斜裂缝的剪切错动变为斜压杆压溃破坏;剪切延性系数随纵筋率的提高而减小,随剪跨比的增大而增加,但在纵筋率较大的情况下增长较小;提高纵筋率能明显提高抗剪承载力,在小剪跨比时提高作用更显著;抗剪承载力计算式计算结果与实测值吻合程度高。     

钢筋混凝土桥墩滞回性能的有限元模拟分析

为研究利用ANSYS软件的钢筋混凝土结构滞回性能的有限元建模方法,基于3个钢筋混凝土桥墩拟静力试验结果建立了桥墩滞回性能模拟的有限元计算模型,进行了低周反复荷载下钢筋混凝土桥墩受力全过程的有限元分析;讨论了混凝土开裂的剪力传递系数、不同的强化模型和本构关系的选择对计算结果的影响.通过与试验结果对比,得出结论:建立的有限元模型可以较好的模拟反复荷载下桥墩的滞回曲线,且计算结果对混凝土裂缝剪力传递系数、混凝土强化法则和本构关系的选取并不敏感;文章最后对计算结果进行了初步的分析讨论.     

小剪跨比碳纤维布抗剪加固梁的有限元分析

为对较小剪跨比的外贴U型碳纤维布抗剪加固梁的剪切性能进行数值模拟和分析,采用ATENA有限元分析软件,结合断裂能理论和损伤理论,建立混凝土本构模型,并利用较小剪跨比无腹筋钢筋混凝土梁验证该模型的有效性和普适性.研究表明,该混凝土本构模型在模拟碳纤维布抗剪加固梁开裂后的裂缝发展分布及构件的非线性力学行为方面具备独特的准确性.在小剪跨比下,所建立的有限元模型预测的荷载挠度曲线、裂缝发展分布和构件破坏模式等主要力学性能均与实验结果较为吻合.     

高强钢筋混凝土深梁受剪性能试验及数值模拟

采用四点弯曲单调静力加载方式,对剪跨比分别为0. 3、0. 6、0. 9的三组高强钢筋混凝土深梁进行受剪性能试验,得到深梁在不同剪跨比情况下的破坏形态、受剪极限承载力及跨中位移等,绘制出荷载-跨中位移曲线,并使用ANSYS有限元分析软件,采用分离式建模思想,对比分析试验结果。结果表明:深梁主要发生剪切破坏,随着剪跨比增加,深梁的弯曲效应增强,极限承载力逐渐降低,有限元模型计算结果与试验值较吻合。     

型钢高强高性能混凝土梁的抗剪性能分析

为了研究型钢高强高性能混凝土梁的抗剪力学性能,对9榀不同混凝土强度等级、剪跨比和加载方式的实腹式型钢高强高性能混凝土简支梁进行了静力加载试验,分析了型钢高强高性能混凝土梁的受力过程、剪切破坏类型及抗剪承载力的影响因素.基于型钢高强高性能混凝土梁的试验研究结果,对简支梁的加载和受力过程进行了有限元模拟.有限元分析结果与试验实测相关数据的对比分析表明,采用通用有限元分析程序ANSYS对型钢混凝土构件的受力过程进行数值模拟是可行的.在此基础上,进一步分析了简支梁的抗剪机理和力学性能,同时探讨了粘结滑移对构件力学性能的影响以及型钢、钢筋和混凝土应力应变的发展分布规律.研究成果为改进型钢高强高性能混凝土梁设计计算理论和有限元分析提供了试验依据.     

利用ANSYS模拟桥墩滞回性能的建模方法

基于钢筋混凝土桥墩低周反复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立了桥墩的有限元计算模型,并对其进行了低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,得到了桥墩的滞回曲线、骨架曲线以及桥墩在不同受力阶段的破坏形态。将计算结果与试验结果进行对比,发现计算得到的桥墩滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合较好,对于桥墩破坏形态的模拟,也取得了比较理想的结果。     

组合受力钢筋混凝土环形截面构件极限承载力研究

基于变角空间桁架理论对钢筋混凝土环形截面构件在拉压弯剪扭组合受力下的极限承载力计算模型进行了研究,具体研究内容包括构件破坏截面几何形式表达和极限承载力计算公式.首先依据变角空间桁架理论推导出在拉压弯剪扭组合受力下的钢筋混凝土环形截面构件的破坏面倾角表达式.据此确定破坏面几何形状,并对破坏面一侧隔离体建立极限平衡方程,获得组合受力的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式.并将推导的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式与相应的试验研究结果进行比较.     

基于弹塑性应力场理论的钢筋混凝土梁受剪承载力

为了研究基于弹塑性应力场理论(EPSF)的钢筋混凝土梁的抗剪性能,采用基于EPSF理论的有限元程序ICONC对混凝土构件进行建模计算,探讨了有限元网格大小、形状和迭代步数对模拟结果的影响;选取12根试验梁,对比基于EPSF理论的模拟结果、试验结果和ABAQUS模拟结果,验证了基于EPSF理论计算结果的准确性.利用中美规范公式和EPSF理论对70根剪切破坏梁的受剪承载力进行了计算,并与试验值进行了对比.结果表明:有限元网格大小、形状和迭代步数对模拟结果影响甚小;程序ICONC可以较准确地模拟钢筋混凝土梁破坏现象、钢筋的屈服和混凝土的裂缝分布;与ABAQUS模拟相比,EPSF理论可以更精确、更方便、更快速地预测钢筋混凝土梁的受剪承载力;混凝土强度、剪跨比、配箍率变化对ICONC程序模拟结果影响较小,本文方法具有一定的准确性和稳定性.     

RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带性能研究

为研究RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带剪切破坏特征及加固带抗剪极限承载力,对2根对比RC伸臂梁和2根外包钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带的RC伸臂梁进行剪切破坏试验.分析对比梁和试验梁的剪切破坏形态、开裂荷载、极限荷载、裂缝、挠度、应变的变化规律.试验表明,此抗剪加固带能提高梁的抗裂性、刚度、延性、抗剪极限承载力,其中开裂荷载提高幅度分别为35.61%、37/61%,极限荷载提高幅度分别为39.56%、51.84%.依据试验结果,采用塑性分析法求出RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带极限承载力计算公式.计算承载力与试验承载力较吻合,为结构加固理论提供了一种分析方法.     

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。     

不锈钢筋混凝土柱小偏心受压性能

为了解决氯盐环境下混凝土结构中钢筋的锈蚀问题,采用新型的不锈钢代替传统碳素钢筋,开展不锈钢筋小偏压柱试验研究,探讨不锈钢筋混凝土柱小偏心受压的破坏过程以及各阶段的变形与裂缝发展规律,分析不锈钢筋的本构模型,开展小偏心受压构件极限承载能力的理论计算.结果表明：不锈钢筋混凝土小偏压柱跨中截面应变分布符合平截面假定,受力过程可以分为弹性、开裂、破坏3个阶段;不锈钢筋混凝土柱小偏心受压破坏模式与碳素钢筋小偏压柱相同,但变形较大,与碳素钢筋偏压柱相比具有更好的延性;不锈钢筋本构模型采用双斜线模型时与试验结果符合较好,且具有一定的安全储备,建议受压设计时予以采用;提升混凝土强度能够提高柱子受压极限承载能力,针对本文的不锈钢筋C70左右的混凝土提升效果较好.     

配筋形式对四桩厚承台受力性能影响的研究

钢纤维混凝土四桩厚承台的性能试验研究结果表明,影响其极限荷载的因素主要有承台有效厚度、钢纤维体积率、混凝土基体强度等级、承台的剪跨比、纵向钢筋配筋率和配筋形式等,其中,配筋形式对钢纤维混凝土厚承台承载力的影响是很显著的.通过对4个底部配筋形式不同的桩基厚承台进行试验研究,表明底部钢筋按桁架模型配筋的桩基承台承载力最高.     

高强次轻混凝土梁抗剪性能试验研究

通过5根高强次轻混凝土有、无腹筋梁和1根高强轻集料混凝土梁、1根普通混凝土简支梁在集中荷载作用下的抗剪性能试验，研究了剪跨比对高强次轻混凝土构件抗剪性能的影响。结果表明，高强次轻混凝土梁比轻集料混凝土梁的抗剪承载力有较大的提高，且比普通混凝土梁的抗剪强度大；与普通混凝土梁一样，其极限抗剪承载力随着剪跨比的增加而降低，并具有相同的破坏形式；剪切破坏时呈脆性破坏。     

方形高强钢管混凝土叠合柱轴压极限承载力分析

对于新提出的方形高强钢管混凝土叠合柱的极限承载力,基于统一强度理论,考虑中间主应力和材料拉压比的影响,引入有效约束系数和非有效约束系数并考虑箍筋对钢管外混凝土约束作用的不同,把钢管外箍筋约束混凝土划分为有效约束区和非有效约束区,将方形截面等效为圆形截面以考虑钢管核心混凝土受到的钢管和外围钢筋混凝土的双重约束效应,提出了方形高强钢管混凝土叠合柱的一种新的轴压极限承载力计算方法。将所得理论计算结果与文献试验结果进行对比,吻合良好,证明了公式的正确性。对各参数的影响规律分析表明,方形高强钢管混凝土叠合柱的承载力随着侧压系数、中间主应力影响系数、材料拉压比和纵向配筋率的增大而增大,随着钢管径厚比的增大而减小。     

RC强梁弱柱型框架抗震性能试验研究

为了研究改善强梁弱柱式结构的抗震性能,通过四榀柱配有矩形螺旋箍筋的钢筋混凝土单元框架模型的低周反复荷载试验,对柱配有单向及复合螺旋箍筋,且轴压比及剪跨比都较大的“强梁弱柱”型框架结构,在强度、刚度、延性及耗能等方面的性能进行了探讨。在理论上对Gibson单分量模型进行了一定扩展并考虑了塑性区的影响,编制了电算程序,对试验模型进行了弹塑性全过程分析,计算结果与试验基本吻合。     

高强轻集料钢筋混凝土梁抗剪性能试验

为研究高强轻集料钢筋混凝土梁的抗剪性能,通过对10根高强轻集料混凝土梁和1根普通高强混凝土梁在集中荷载作用下的抗剪试验,研究了混凝土强度、配箍率、剪跨比等因素对构件抗剪强度的影响,分析了几种不同抗剪承载力公式的适用性.试验结果表明,高强轻集料钢筋混凝土梁斜截面破坏型态和普通混凝土梁相似;随着混凝土强度的提高,极限抗剪承载力提高的幅度较小;配箍率的提高,能提高极限抗剪承载力,但对斜裂缝的开裂和临界斜裂缝承载力影响很小.原规程JG J12-99中所规定的抗剪承载力公式不仅适用于普通轻集料混凝土,对于估算高强轻集料有腹筋梁的抗剪承载力也是适用的.     

外贴纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪试验研究

针对汶川地震灾区大量由于剪切损伤亟待修复的结构,研究了外贴玻璃纤维布(GFRP)或碳纤维布(CFRP)加固矩形截面梁的剪切破坏问题.通过对5根钢筋混凝土梁的加固试验,研究外贴纤维布对加固梁的破坏形态、刚度变化,裂缝开展情况及极限承载力的影响,并对不同的加同方法、配箍率和截面高度对抗剪加固效果的影响进行了分析.试验结果表明,外贴纤维布加固可明显提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力和变形能力,并使梁的整体刚度得到提高;相对于CFRP加固,GFRP可显著提高加固梁的延性,增加纤维布的利用率.试验梁的截面高度越小,CFRP加固后其变形能力明显提高,但极限承载力却有所降低;同时,配箍率越大,加固梁的开裂倚载和极限荷载提高越明显,但加固梁的延性越差.最后,根据混凝土构件中各材料的应力-应变关系和变形协调原理,建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验结果符合较好.     

RC框架空间节点力学性能研究和有限元分析

文章基于对钢筋混凝土框架中柱内节点的受力分析、三个钢筋混凝土框架空间节点低周反复荷载作用下的试验研究以及OpenSEES程序的有限元数值模拟,研究了在斜向方向地震作用下框架结构柱因其斜向承载力不足而发生“强梁弱柱”的破坏机制及其抗震性能.结果表明：45°方向地震作用下柱梁强度比小于1.0且随轴压比的增大该系数减小;对比有限元分析与试验结果,两者吻合较好;此外,应加强在斜向地震作用下结构抗震设计方法的研究.     

钢筋混凝土梁中锈蚀钢筋粘结性能的试验研究

采用梁式粘结试件研究了钢筋锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响.通过干湿交替来模拟海洋环境的潮汐和浪溅区,对钢筋施加外部直流电加速钢筋腐蚀,从极限粘结强度、自由端滑移、锈胀开裂前后的破坏形态以及锈胀裂缝对粘结强度的影响等方面研究了锈蚀钢筋与混凝土的粘结特性.结果表明,当腐蚀水平低时,钢筋与混凝土之间的粘结有一定程度的提高,极限粘结强度增加,而在极限粘结强度时的滑移随腐蚀程度增加而降低;锈胀开裂后,随着腐蚀水平的增加,钢筋与混凝土的粘结逐渐退化,粘结强度减小,破坏脆性特征明显.     

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。