高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙抗震性能非线性有限元分析

选取合理的钢筋和混凝土应力—应变曲线、破坏准则和模型参数,利用有限元分析软件ABAQUS建立高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙有限元模型,并进行了非线性有限元分析,分析了剪力墙承载能力、变形能力和破坏形态等。有限元分析结果与试验结果中各关键点的应力、位移以及延性系数误差均较小,有限元模型墙体的破坏形态与试验墙体破坏形态一致,吻合较好,验证了ABAQUS有限元模型的合理性和可靠性。基于ABAQUS有限元模型,进行参数分析,分析了轴压比、混凝土强度等级、连梁跨高比、暗柱纵筋配筋率和钢筋强度等参数对高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙抗震性能的影响。     

混凝土中钢筋腐蚀的数值模拟

腐蚀电流密度是腐蚀钢筋混凝土结构安全评估的一个很重要的因素.基于Butler-Volmer腐蚀动力学,发展了混凝土中钢筋腐蚀的数值模型,对腐蚀电化学参数进行了分析,研究了各电化学腐蚀参数对钢筋腐蚀速率的影响.     

多因素影响的钢筋锈蚀率时变模型

为了研究多因素影响的钢筋锈蚀率变化规律,主要对多因素影响的氯离子扩散系数时变性、钢筋初锈时间、截面面积时变模型进行了分析,提出了新的钢筋锈蚀率的表达方法,并对钢筋锈蚀率时变模型的影响因素进行了敏感性研究,提出了降低锈蚀程度的具体方法。     

正交试验法在地下水数值模拟敏感性分析中的应用

地下水数值模型中参数的可靠性是决定模型可靠性的重要因素,进而也影响到利用地下水数值模型开展模拟和预报结果的可靠性,因而开展地下水数值模拟中参数的敏感性分析十分重要.但由于模型中参数众多,且各种参数间多彼此相互影响,使得敏感性分析十分复杂而困难.以往的数值模拟中进行敏感性分析的不多,方法单一且存在一些不足,结果的可靠性也...     

氯离子环境下钢筋局部腐蚀可靠性分析

以氯离子环境下检测到的钢筋局部腐蚀数据为基础,用最大腐蚀深度对钢筋局部锈蚀程度进行了描述.分析了最大腐蚀深度的分布类型,建立了局部腐蚀钢筋的可靠性模型,并进行实例验证分析,得出了一定腐蚀时间下腐蚀可靠性的发展规律,据此建立了局部腐蚀钢筋的可靠度计算方法.     

受压区钢筋锈蚀对混凝土构件承载力影响的研究

从受压钢筋锈蚀引起混凝土抗压强度下降的角度,研究了受压区钢筋锈蚀的混凝土构件的受弯承载力,提出了受压区钢筋锈蚀的混凝土构件承载力的计算模型和计算方法。理论分析计算表明,受压区钢筋锈蚀对混凝土构件性能的影响在锈蚀开裂前较为明显,锈蚀开裂后影响不大。提出的受压区钢筋锈蚀开裂前后的承载力计算模型,可为锈蚀钢筋混凝土构件承载力可靠性分析提供理论基础。     

锈蚀开裂前混凝土中钢筋锈蚀量的预测模型

利用腐蚀电化学原理，建立了一般大气环境混凝土中钢筋锈蚀量的预测模型，结合工程调查结出了模型中参数的具体确定方法；进一步考虑环境相对湿度和钢筋表面水膜对氧的吸收能力，对公式进行修正，并分析了钢筋锈蚀量与混凝土强度、保护层厚度、钢筋直径和锈蚀时间的关系。     

基于纤维梁元模型的钢筋混凝土框架结构弹塑性时程分析

弹塑性时程分析方法可以同时考虑地震动的三要素(振幅、频谱和持时)和结构的动力弹塑性特性,对建筑结构在多遇、设防和罕遇地震作用下的抗震性能合理评估和非线性发展过程、破坏机理正确分析具有重要意义。反复荷载作用下混凝土、钢筋的本构模型的计算精度和适用性对基于材料模型的整体结构弹塑性时程分析结果的可靠性有着重要影响。但是由于混凝土材料的复杂性,目前还没有统一的本构模型可用于分析复杂应力条件下混凝土的非线性力学行为。建立了一个实用的混凝土和钢筋单轴滞回本构模型,编制了相应程序并利用用户材料子程序接口接入到ABAQUS软件中,基于纤维梁元模型,采用显式时间积分方法,对一个12层钢筋混凝土框架模型结构振动台试验进行了弹塑性时程分析。计算分析与试验数据的比较表明该模型具有较高的计算精度、效率及较好的适用性,适合作为纤维梁元模型中的混凝土、钢筋材料模型用于建筑结构的弹塑性时程分析当中。     

ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证

基于混凝土结构设计规范提供的混凝土本构关系,通过引入损伤因子,对ABAQUS混凝土塑性损伤模型中所涉及的材料参数标定和验证进行了研究。用规范给予的本构关系对混凝土材料进行参数计算,然后对比分析模拟结果和规范曲线,来验证混凝土损伤塑性模型(CDP模型)参数设置的正确性;通过对一配置弯起钢筋的混凝土简支梁进行精细化建模,验证CDP模型在混凝土结构非线性分析中的可靠性,为钢筋混凝土结构精细化非线性有限元分析提供参考。     

混凝土结构钢筋锈蚀耐久性损伤评估及寿命预测方法

对钢筋锈蚀耐久性损伤与构件承载能力可靠性等级的关系进行了分析，提出了混凝土结构中钢筋锈蚀耐久性寿命评估和预测方法，可为混凝土结构可靠性鉴定提供充分依据     

混凝土结构碳化耐久性的分项系数设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值。选用合适的设计参数是混凝土结构耐久性设计的关键问题,设计参数应具有明确的物理意义和容易掌握的统计规律,且易为设计人员所接受。根据理论与经验相结合的碳化深度模型,建立了考虑保护层厚度与混凝土强度两个随机变量的碳化耐久性的分项系数设计方法,提出了碳化寿命准则极限状态的目标可靠指标的建议值,计算确定了保护层厚度与混凝土抗压强度满足目标可靠指标的分项系数,由此给出了碳化寿命准则的耐久性设计表达式。该耐久性分项系数设计法适用于一般大气环境下任意设计使用年限的不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足耐久性要求的保护层厚度与混凝土强度。     

内填料石钢管混凝土短柱轴压性能研究及承载力计算

为合理重复利用废弃石材,将抗压强度高、脆性强的石材置于钢管混凝土柱(CFST)中部,利用钢管的约束充分发挥石材的抗压强度并延缓其压溃,形成内填料石钢管混凝土(SCFST)柱。为研究SCFST短柱的轴压受力机理,采用通用有限元软件ABAQUS建立SCFST短柱精细化3D有限元模型,并利用已经完成的18根SCFST短柱和6根传统钢管混凝短柱试件的破坏形态和荷载-变形关系试验结果对模型的可靠性进行验证。通过验证后的有限元模型,分析SCFST短柱各部件之间的相互作用及荷载分配规律。在此基础上,进一步开展系统的参数分析,研究内填料石尺寸、钢管壁厚、钢管屈服强度和混凝土强度等参数对SCFST柱轴压性能的影响规律。研究结果表明,不同部件间的相互作用随钢管壁增厚和混凝土强度提高而增大,受内填石料尺寸的影响较小。提出了适用于SCFST短柱的轴压承载力计算式,在研究参数范围内计算式具有较好的计算精度。     

混凝土保护层初始开裂影响因素分析

通过建立混凝土保护层胀裂时刻的力学模型,确定了混凝土保护层开裂时刻临界锈胀力的大小。分析了混凝土强度等级、相对保护层厚度(C/d)及钢筋间距S对混凝土保护层开裂的影响。研究表明:单根钢筋情况时,钢筋混凝土保护层初始开裂时的锈胀力Qc是关于混凝土抗拉强度和相对保护层厚度的函数,初始锈胀力随着混凝土抗拉强度和相对保护层厚度的增加而增加;存在相邻钢筋时会使得钢筋锈蚀产生的膨胀作用相互叠加,混凝土初始开裂时的锈胀力减小,加速混凝土的开裂。     

Reliability analysis of reinforced concrete columns exposed to fire

A reliability analysis is conducted on reinforced concrete columns subjected to fire load. From an evaluation of load frequency of occurrence, load random variables are taken to be dead load, sustained live load, and fire temperature. Resistance is developed for axial capacity, with random variables taken as steel yield strength, concrete compressive strength, placement of reinforcement, and section width and height. A rational interaction model based on the Rankine approach is used to estimate column capacity as a function of fire exposure time. Various factors were considered in the analysis such as fire type, load ratio, reinforcement ratio, cover, concrete strength, load eccentricity, and other parameters. Reliability was computed from 0 to 4 h of fire exposure using Monte Carlo simulation. It was found that reliability decreased nonlinearly as a function of time, while the most significant parameters were fire type, load ratio, eccentricity, and reinforcement ratio.     

焊接环式箍筋约束高强混凝土柱恢复力模型试验研究

对6个1/2比例焊接环式箍筋约束高强混凝土柱进行了低周反复加载试验,研究了轴压比和配箍率对柱变形性能和滞回特征的影响。通过试验结果的回归分析,以位移比、轴压比和配箍率等为主要参数,建立了卸载刚度和反复加载下的承载力退化率的计算式。在试验研究基础上,对滞回曲线特征进行了分析,并根据试验 P-Δ滞回曲线的特征,得到了柱恢复力模型。研究结果表明：采用由弹性、强化和承载力退化三阶段所组成的三折线型骨架曲线,可以反映焊接环式箍筋约束高强混凝土柱的恢复力特性,该骨架曲线按试验实测数据统计回归分析法以及截面条带分析法确定,其强化段和承载力退化段均考虑了轴压比和配箍率的影响。在试验研究基础上,建立了焊接环式箍筋约束高强混凝土柱剪力-侧移恢复力模型。分析和试验结果表明：所建立的恢复力模型能较好地反映不同轴压比与配箍率对柱的滞回规律特性的影响,可用于该类柱的抗震性能分析。     

在役混凝土桥梁结构的动态可靠性评估分析

介绍了钢筋混凝土桥梁构件的动态可靠性评估方法,初步分析了荷载效应概率模型、结构抗力概率模型以及抗力的影响因素,提出动态可靠性理论也可以作为可靠性的预测方法,可以使人们获得任意时点的可靠度,从而应用于桥梁结构的可靠性评估.     

超声回弹法检测混凝土强度的Shepard插值模型

引入基于相似原理的Shepard插值模型,提出了一种超声回弹综合法(综合法)测区混凝土强度计算的新方法.该方法直接由样本数据驱动,从历史样本集中找出与预测对象最相似的一个或几个的组合作为预测结果.实例计算表明,以相对误差为评价指标,新方法的回归精度和预测精度明显高于《超声回弹综合法检测混凝土强度计算规程》(CECS02:2005)推荐的3参数幂函数测强曲线公式,且预测稳健性更好,从而为改善综合法检测精度提供了一种有效途径.     

关于可靠度理论应用于混凝土坝设计的问题

水荷载和自重可作为定值考虑,没有必要按随机变量处理,渗透压力、温度、地震等荷载,确有较大变异性,但问题较复杂,很难确定它们的统计参数。机口取样的混凝土强度试验资料较多,但混凝土的平仓振捣、冷缝、裂缝等因素,对坝体抗力的影响更大,而对于这些因素,可靠度理论是无能为力的。对混凝土坝安全影响最大的是基础内部的软弱结构面,由于埋藏地下,仅靠钻孔和少量探硐资料,很难用可靠度理论进行分析。混凝土坝设计以采用总安全系数为宜,安全系数的取值,主要依靠长期以来国内外实际工程的经验,而不是可靠度理论。     

中欧规范无腹筋梁抗剪承载力比较

介绍了钢筋混凝土无腹筋梁斜截面抗剪的影响因素,对中欧规范抗剪承载力的计算公式以及抗剪最小配筋率的有关规定进行了对比分析。从而得出中国规范和欧洲规范在混凝土低强度的条件下计算结果相差不大,但在高强度的条件下,中国规范的可靠度指标低于欧洲规范。     

混凝土柱“强剪弱弯”设计可靠度对随机变量的敏感度分析

研究了在地震作用下钢筋混凝土柱“强剪弱弯”设计可靠度及其对随机变量的敏感度分析方法计算了在不同的柱截面尺寸、不同的配筋率与配箍率、不同的剪切增强系数时柱“强剪弱弯”设计可靠度指标与敏感度指标。结果表明:柱“强剪弱弯”设计可靠度指标对抗剪计算模式、混凝土抗拉强度十分敏感,规范所采用的剪切增强系数难以保证“强剪弱弯”设计可靠度。因此,现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)所采用的抗剪设计公式需要进一步完善,剪切增强系数应该适当提高,同时,混凝土抗拉强度的统计参数提供要相对精确。