钢管混凝土拱桥几何非线性分析

基于组合材料框架元的概念并在有效地考虑钢筋中混凝土主时变特性及赤道持的基础上，提出了钢筋混凝土拱桥的几何非线性分析方法，最后给出验证性算例，并分析了实桥几何非线性的影响。     

考虑梁变形影响的混凝土双向板的挠度分析

目前在工程中通常按线弹性薄板小挠度理论计算双向板的变形值,且不考虑支承梁变形影响,所得计算结果与实际情况偏差较大,当板跨度较大、梁刚度较小时尤其明显。为此,在分析钢筋混凝土双向板的挠度时,考虑材料非线性和几何非线性非常必要。本文采用增量迭代法编制了非线性有限元程序,对承受均布荷载且考虑支承梁变形影响的单块钢筋混凝土双向板在正常使用阶段的非线性特性进行了探讨。通过调整实际支承梁刚度与板刚度的比值,即梁板相对刚度比值,对钢筋混凝土双向板进行了计算,最后通过非线性回归建立了框架结构中双向板在实际支座条件下的挠度计算公式。     

火灾下钢筋混凝土结构热弹塑性变形分析

为了研究钢筋混凝土结构在火灾作用下的力学性能,利用弹塑性理论,根据材料不同的屈服法则,分别给出了钢筋和混凝土材料考虑温度变形和徐变变形热弹塑性问题的增量本构方程。考虑钢筋和混凝土力学性能随温度的变化,编制程序对钢筋混凝土简支板进行了非线性分析,并利用相关文献的试验结果,对本构方程的正确性和适用性进行了验证。对火灾作用下1榀单层单跨钢筋混凝土框架进行了非线性分析,并给出了部分节点位移随受火时间的变化规律。结果表明,钢筋混凝土结构在高温下会产生很大变形,钢筋混凝土框架梁柱节点位移随受火时间变化的曲线并不是呈单调变化趋势,有拐点存在,梁柱节点竖向位移值小于梁跨中节点值。     

大跨径钢筋混凝土箱拱的非线性空间稳定性分析

讨论了钢筋混凝土箱拱非线性稳定性分析的方法,并编制计算程序对一座大跨度钢筋混凝土拱桥进行了空间稳定性分析.分析表明,非线性对大跨度箱拱的稳定性有较大的影响.     

钢筋混凝土受弯构件变形凝聚法分析

传统钢筋混凝土非线性分析大多采用以连续介质力学为基础的非线性有限元方法,侧重数学模型的描述,难以体现开裂截面局部转角和塑性铰等宏观变形特征。从物理模型的观点出发,提出能够反映宏观变形特征的变形凝聚法。在一维弹性问题分析的基础上,提出钢筋混凝土受弯构件基于变形凝聚概念的三阶段分析方法,按平均裂缝间距划分单元,与物理模型相吻合,且计算效率高。编制程序对同济大学预应力研究所近期完成的高强钢筋混凝土受弯构件系列试验进行了模拟,试验结果与程序计算结果吻合良好,表明该新方法是合理可行的。     

斜靠式钢管混凝土异形拱桥非线性稳定分析

斜靠式拱桥是在无风撑拱桥基础上发展起来的一种新型拱桥结构型式.针对此类钢管混凝土异形拱桥的特点对其非线性稳定求解机理和方法进行了分析介绍,以一座拟建的大跨径斜靠式拱桥为例,采用通用程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,分工况对其成桥状态进行了线弹性、几何非线性和双重非线性稳定分析计算.同时分析了其主要结构参数(矢跨比、斜拱倾角、横撑数量及位置)对非线性稳定性的影响.计算分析发现:斜靠式拱桥的失稳形式一般表现为面外拱肋侧倾失稳;几何非线性对斜靠式拱桥稳定极限承载力影响较小,要准确的分析其稳定极限承载力必须采用双重非线性的分析方法;横向静风和桥上荷载分布对结构稳定有一定影响而对结构变形影响显著;结构稳定性与矢跨比和斜拱倾角增加均成正比,靠近拱脚和L/4处横撑对结构稳定性影响较大.     

不规则截面钢筋混凝土梁柱单元模型及应用

为了更好地研究钢筋混凝土梁柱结构的非线性力学性能,建立考虑材料非线性和几何非线性耦合的钢筋混凝土梁柱单元模型.基于杆件分析的平截面假设和截面高斯积分法,应用钢筋和混凝土材料本构关系非线性,推导出不规则截面钢筋混凝土梁柱单元的截面刚度矩阵,进而通过虚功原理建立钢筋混凝土梁柱单元切线刚度矩阵;并采用弧长增量迭代法求解非线性方程组,编制不规则截面钢筋混凝土梁柱结构的数值分析程序.对规则和不规则截面钢筋混凝土框架进行了非线性全过程分析,理论分析结果与试验结果比较,吻合较好.表明所建立的钢筋混凝土梁柱单元模型适用于钢筋混凝土梁柱结构的非线性力学分析;由于采用截面高斯积分法,对不规则截面的梁柱结构计算显得十分便捷.     

钢筋混凝土连续梁和框架的非线性计算

(1) 本文提出一种考虑钢筋混凝土材料非线性性质的连续梁和框架实用计算方法。该方法从模式化的M-φ、N-ε关系出发,借助能量原理导出了考虑材料非线性性质的钢筋混凝土超静定结构的内力和变形计算方程。根据导出的方程可以分析结构受力全过程,给出工作阶段内力与变形及极限承载力,破坏瞬间各塑性铰转角与结构线位移。理论计算与实验结果符合较好,该方法计算简便,不需反复迭代,可用手算也可采用电算。     

拱肋损伤的肋拱桥静力模型试验研究

针对一座服役40余年的钢筋混凝土旧拱桥,根据模型相似理论制作了有机玻璃缩尺拱桥模型.利用拱肋截面切口以模拟拱肋截面的损伤,对各损伤模型进行了静力载荷实验研究,得到拱肋的变形和应变分布规律.讨论了损伤程度及损伤位置对拱桥力学性能的影响.研究表明,拱顶截面的静力变形对于损伤表现出一定的敏感性,而拱肋1/4跨、3/4跨截面的变形与损伤位置有关.拱肋损伤位置附近的应变对损伤是敏感的,但对于损伤程度的变化反映不明显.     

大跨径钢管混凝土拱桥缆索吊装非线性分析

建立了大跨径拱桥吊装的空间有限元模型，采用随动坐标迭代法，计入几何非线性的影响因素,基于优化理论，建立了缆索吊装扣索力的优化数凄模型；采用前进分析方法，对大跨径钢管混凝土拱桥吊装施工过程进行分析。以某主跨368m钢管混凝土拱桥为工程算例，验证了文中方法的有效性。计算结果表明，考虑几何非线性影响后，计算得到的吊装控制点偏差值小，计算精度高。     

基于变形控制的拱架现浇混凝土拱圈浇筑

为优化拱架现浇混凝土拱圈浇筑程序,本文首次提出基于拱圈变形控制确定混凝土浇筑的分析方法,引入拱架施工变形总突变量和施工阶段变形突变量分布比两个指标,应用ANSYS的APDL语言,开发了全套专门用于确定拱架现浇混凝土拱圈分段浇筑的程序,并应用于实际工程。研究表明:混凝土拱圈分5段浇筑时,最佳浇筑顺序为拱脚─拱顶─中间,施工条件允许的情况下,应尽量减小拱顶段和拱脚段浇筑重量。     

基于ETA模型的配筋措施对于高拱坝变形损伤指标的影响

混凝土拱坝在不同强度超载地震作用下的动力响应,对拱坝抗震裕度评估有着深远的影响,如何评价配筋措施的效果成为一个重要问题。基于耐震时程分析（ETA）法,研究了不同地震强度下,高拱坝是否采用配筋抗震措施对于坝体损伤变形指标的影响。首先对ETA方法、坝体材料本构、横缝模型以及地震动输入方法进行了介绍。然后分别建立了高拱坝采用配筋抗震措施和未采用配筋抗震措施拱坝的数值模型,同时基于ETA方法生成不同地震强度的耐震时程。分析在不同地震强度下,高拱坝是否采用配筋抗震措施的损伤分布、横缝开度以及变形等响应,提出了高拱坝损伤体积比、平均横缝开度以及拱冠梁变形等坝体损伤变形指标。通过对比高拱坝配筋和未配筋的情况下得出的动力响应指标,研究配筋措施对高拱坝响应以及损伤变形指标趋势、相关性以及离散性的影响。计算结果表明:在不同的地震动强度条件下,配筋措施对减小高拱坝的整体损伤是有效的,对横缝开度及位移影响有限,配筋措施可以减小地震随机性导致的损伤变形指标离散。同时,归一化的损伤变形指标表明损伤变形指标有一定的相关性。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能数值模拟

采用DIANA有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,同时根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋-混凝土界面的性能退化模型,通过试验验证了模型在锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能分析中的实用性。在此基础上,对锈蚀梁的梁拱作用转换和不均匀锈蚀梁的受力性能进行了数值模拟。结果表明：在钢筋端部锚固良好的情况下,剪弯段黏结破坏引起锈蚀梁的受力机制由梁作用向拱作用转换,且最终导致梁在使用荷载下的抗弯刚度降低34％～44％;纵向不均匀锈蚀梁的抗弯性能评价可简化为全跨均匀锈蚀梁,且计算承载力时宜取不均匀分布锈蚀率的最大值,计算刚度时宜取其平均值。     

钢筋混凝土拱壳结构极限承载力分析

结合钢筋混凝土拱壳结构在实际工程中的应用,从极限分析和薄壳力学的基本理论出发,推导了钢筋混凝土拱壳结构的屈服准则,并用机动法推导在均布荷载作用下拱壳结构极限载荷上限解的表达式．     

自生体积变形对高拱坝温度应力的影响研究

自生体积变形是评价混凝土抗裂性能的一个重要参数.在温度场仿真的基础上对小湾高拱坝混凝土自生体积变形进行温度应力敏感性分析,对自生体积变形进行假定时,考虑混凝土为收缩型和膨胀型.计算结果表明,早期膨胀、早期收缩型混凝土只对坝体早期温度应力影响较大,对坝中心温度应力最大值影响不大;膨胀期越长,坝中心温度应力最大值越小,最终残余温度应力越小,对坝体混凝土的抗裂性有利.     

砖石拱桥加固方法探讨

通过对几座砖石拱桥的加固实例分析,阐述了对小跨度砖石拱桥进行加固的几种经济实用的方法.对原拱圈下增设拱圈加固法、原拱上增设钢筋混凝土拱圈加固法、钢杆件拉结法、钢板箍与螺栓锚固法等方法的施工工艺流程、适用范围、注意事项作了探讨.     

不同连梁形式联肢剪力墙的静力弹塑性分析

建立12层钢筋混凝土联肢剪力墙结构分析模型,用两种不同的侧向载荷分布模式,分别对采用钢筋混凝土连梁和型钢混凝土连梁的联肢剪力墙结构进行静力弹塑性(Pushover)分析.在此基础上,以变形和延性(包括顶点位移、层间位移和结构塑性铰分布)为参数评估其抗震性能.研究发现,在承载力相同时,型钢混凝土连梁比钢筋混凝土连梁的截面尺寸小很多,型钢混凝土连梁的联肢剪力墙抗震性能较好.     

考虑楼梯的钢筋砼框架结构动力弹塑性分析

为了研究楼梯对钢筋混凝土框架结构的动力弹塑性影响,在结构基本运动方程基础上,利用层变形协调关系,建立了考虑楼梯作用下钢筋混凝土框架结构的运动方程,采用附加系数法简化运动方程,选用钢筋混凝土的三线性本构关系,应用Matlab 2010对某住宅楼结构进行弹塑性时程分析.结果表明:楼梯对结构整体的弹塑性响应有明显影响,考虑楼梯的影响能够控制结构的弹塑性变形,当增加刚度在30%~50%之间时变形相对稳定,在工程设计中应考虑楼梯对结构的整体影响.     

“释能法”加固钢筋混凝土拱桥结构性能研究

介绍了＂释能法＂及＂释能拱＂的基本特点,以实际工程为依托,对释能法加固后的钢筋混凝土拱桥结构性能进行了研究,计算结果表明,采用释能法加固钢筋混凝土拱桥能满足加固设计要求.