钢筋混凝土梁变形限值的分析

为了分析钢筋混凝土梁的变形限值,对一批梁进行低周反复荷载试验,并对试验进行了有限元模拟.模拟过程中对混凝土和钢筋的材料本构进行了设置,混凝土单轴受压时采用Hognestad本构模型,混凝土单轴受拉时采用二折线本构模型,钢筋本构模型则采用双线性强化模型,模拟结束后即可获得梁的荷载-位移骨架曲线.将试验结果和模拟结果进行对比,表明有限元方法可以较准确地模拟试验情况,由于有限的试验数据对研究梁的变形限值不充分,进而通过有限元软件来仿真模拟大批的梁,并获取荷载-位移骨架曲线和弯矩-转角曲线,根据曲线得出梁的变形限值,即塑性转角限值和剪切变形角限值.梁的变形限值为梁的性能评估提供了定量的参考指标.     

反复荷载下锈蚀黏结退化的RC结构数值模拟

为了反映钢筋锈蚀对混凝土结构抗震性能的影响,从黏结滑移本构关系出发,推导了钢筋屈服滑移量的计算公式,对考虑节点屈服应变渗透的黏结滑移恢复力模型进行修正;通过引入锈蚀钢筋黏结滑移本构关系,提出了考虑钢筋锈蚀引起黏结退化的黏结滑移恢复力修正模型.利用修正模型,引入锈蚀钢筋本构关系,在OpenSees平台下,对钢筋不同程度锈蚀下的组合件进行了反复荷载作用下的数值模拟,结果与基于试验的受腐蚀混凝土构件恢复力模型的分析结果吻合良好,证明数值模拟方法合理可行.数值分析表明,同时考虑黏结滑移和锈蚀钢筋本构关系的改变,当锈蚀率超过3%时,锈蚀的影响即已明显.     

玄武岩纤维混凝土单轴受拉损伤本构模型研究

为探究玄武岩纤维混凝土单轴受拉状态下的受力行为，采用等效应变假定理论，建立玄武岩纤维混凝土单轴受拉损伤演化方程。结合相关试验数据对考虑纤维影响的材料参数进行标定，得到单轴受拉损伤本构模型。通过试验曲线与理论曲线对比分析，验证损伤本构模型的准确性。以玄武岩纤维混凝土-钢筋梁三分点加载为例，运用该本构模型进行结构有限元分析，数值模拟结果与试验结果吻合程度较高，表明运用该损伤本构模型对结构受力进行分析具有可行性。     

钢筋混凝土梁柱边节点滞回性能数值模拟

为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏结退化机制,根据损伤理论提出往复荷载作用下黏结滑移本构关系预测模型。有限元计算得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、应力云图与试验结果的对比表明：混合强化本构能更好地描述往复荷载作用下钢筋的滞回响应,组合弹簧单元成功地反演了往复荷载作用下钢筋与混凝土的黏结退化特征,往复荷载作用下节点梁中塑性铰的发育导致梁塑性伸长,将对边节点柱造成不利影响,梁柱边节点数值模拟结果与试验结果吻合良好,为准确模拟梁柱边节点的滞回性能提供了理论基础和技术平台。     

ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型

目的 为准确模拟地震作用下钢筋混凝土梁柱构件的弹塑性受力特性,解决ABAQUS软件显式分析模块缺乏用于三维梁单元的混凝土本构模型及钢筋本构模型的问题.方法 采用的混凝土单轴本构模型考虑了箍筋对混凝土的约束影响以及混凝土裂面效应的影响,钢筋单轴本构模型合理考虑了Bauschinger效应,利用ABAQUS用户子程序接口VUMAT进行二次开发,编制了用于显式动力分析的梁单元混凝土、钢筋本构模型的计算程序,并对往复荷载下钢筋混凝土柱受力性能进行了数值模拟.结果 通过与ABAQUS自带的钢筋本构模型对比,验证了采用笔者给出的混凝土与钢筋本构模型能够较好地反映钢筋混凝土柱在低周往复荷载作用下的滞回性能以及双向弯曲耦合性能.结论 数值模拟结果与试验结果吻合良好.笔者开发的混凝土、钢筋本构模型能够用于混凝土梁柱构件在复杂受力状态下的动力非线性响应分析.     

钢筋-再生混凝土黏结滑移性能试验

为研究钢筋与再生混凝土界面黏结性能和本构关系,考虑再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率、钢筋类型、钢筋直径、锚固长度的影响,设计了15个梁式试件进行钢筋-再生混凝土黏结滑移性能试验.综合分析上述变量对荷载-滑移曲线、黏结强度、黏结效率的影响规律,给出了黏结-滑移本构关系的建议.结果表明:随再生粗骨料取代率增加,钢筋与混凝土之间的黏结强度减小,而抗滑移能力增强;再生细骨料的加入,导致再生混凝土的黏结性能明显退化;螺纹钢筋与再生混凝土的黏结强度约为光圆钢筋的2倍;钢筋与再生混凝土的界面黏结性能随着钢筋直径和锚固长度的增加而降低;建议的钢筋-再生混凝土的黏结-滑移本构关系和参数,与试验结果拟合较好.     

微平面模型在剪力墙结构计算中的应用

在适用于剪力墙结构非线性分析的分层壳墙单元模型基础上,对其中的混凝土本构模型和钢筋本构模型进行讨论,采用一种能较好的模拟混凝土在多轴复杂应力状态下特性的microplane模型和一种能够全面反映钢筋在往复载荷下各种复杂受力特性的钢筋本构模型,分别模拟混凝土和钢筋的力学行为特征.利用所提模型进行实例建模,结果表明,该模型能准确模拟剪力墙在各种受力状态下的单向和往复力学行为,可应用于剪力墙结构的非线性有限元分析计算.     

预应力混凝土连续梁板抗火性能非线性分析

为模拟预应力混凝土连续梁板在火灾下的受力全过程,认为火灾下预应力混凝土梁板截面总应变符合平截面假定,基于混凝土、普通钢筋和预应力筋的耦合本构关系,用t时刻的混凝土应力计算t＋1时刻混凝土的瞬态热应变、高温徐变,钢筋与预应力筋采用相同的解耦方法,可求得火灾下预应力混凝土梁板的弯矩-曲率曲线;对支座反力进行迭代求解,计算梁...     

预应力双高混凝土梁弹塑性分析

为研究高强钢筋高强混凝土预应力梁的数值模拟方法,以基于Canny中的ms模型对3根采用C80级混凝土,1860级钢绞线和HRBF500的不同换算配筋率的预应力梁构件进行了数值模拟.先选取合理的材料本构关系及参数,得到滞回曲线,骨架曲线,能量耗散曲线等,再对得到的试验数据进行比较,可知基于力的纤维模型梁柱单元能够较好的模拟预应力梁在低周反复作用力下的受力情况.     

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

通过对不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋进行拔出试验，得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律，根据试验结果的统计分析，给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式，最后，还给出了锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系，可用于具有锈蚀钢筋的混凝土结构的有限元分析。     

钢筋混凝土双向偏压构件截面非线性分析的割线刚度法

本文用三次多项式分段模拟混凝土和钢筋的非线性本构关系的方法，以平截面假定为基础，得截面内力平均关系，对钢筋混凝土弯压构件任意形状截面进行了非线性分析，推导出截面割线刚度矩阵的表达式以及截面内任意点应变，应力与截面变形，截面力之间的关系，刚度矩阵中系数可用格林积分公式和高斯数值积分法计算。     

任意截面钢筋混凝土柱单元模型

提出了任意截面钢筋混凝土梁柱结构体系的单元模型,该单元模型同时考虑了材料非线性和几何非线性对结构体系的影响.采用三次多项式模拟混凝土、钢筋的本构关系,所推导的单元刚度计算简单、概念清晰,是单元材料非线性刚度矩阵、几何非线性刚度矩阵和位移与内力相互作用矩阵的简单迭加.提出的任意截面钢筋混凝土柱单元模式,含义清楚、计算简便,可用于分析钢筋混凝土柱因材料破坏、失稳破坏或材料非线性与结构失稳综合产生的极限承载力计算,所建立的有限元模型很容易与其他有限元模型兼容.理论分析结果与实验结果吻合较好.     

不同介质接触面单元切向劲度系数的敏感性分析

接触面单元作为一种非连续介质单元,常用于模拟两种不同介质之间非连续变形,其切向劲度系数对数值模拟计算结果带存在很大的影响。为了研究接触单元切向劲度系数对防渗墙应力、变形的影响,以沙湾水电站厂房基坑为研究对象,引入土体的邓肯-张非线性材料本构关系及Goodman接触面模型,通过周边泥皮接触面单元切向劲度系数的不同取值,采用有限元法研究了不同切向劲度系数条件下防渗墙的变形与应力分布规律,计算结果表明：当切向劲度系数的降低时,防渗墙上的压应力及拉应力均明显降低,从而改变防渗墙结构受力状态,减小了在岩层交界处的应力突变现象,有助于防渗墙力学性能的充分发挥和提高防渗墙的安全性。     

用不同规范本构关系分析钢筋混凝土压弯截面

建立的钢筋混凝土任意截面梁柱单元材料与几何非线性耦合分析模型,取截面作为梁柱单元积分的高斯点．为研究不同混凝土本构关系对截面分析的影响,分别用我国混凝土结构设计规范、CEB规范以及美国学者建议的混凝土本构关系,对钢筋混凝土双向弯压截面进行分析比较．截面分析表明,3种本构关系对截面极限承载力影响较小,截面弯矩曲率关系曲线的上升段基本吻合,下降段存在差异．3种本构关系的分析结果与试验结果吻合均较好．     

基于微平面模型的混凝土本构矩阵

在Zdenek P Baant等人提出的微平面模型的基础上,提出了确定混凝土本构矩阵的逐步拟合方法.给出了基于微平面的应力-应变刚度矩阵,并采用逐步拟合法根据试验数据给出了微平面上应力-应变关系函数的量化形式.模型基于单轴试验数据进行拟合,可用于计算材料的多轴本构关系,也可用来进行隐式分析.     

重型龙门数控机床-基础系统承载变形

为了研究重型龙门数控机床混凝土基础对整机刚度的影响规律,首先提出一种可计算空间网状布筋的加筋复合基础本构模型,应用该模型建立了横观各向同性的混凝土基础边界元方程,采用有限元法建立了整机结构模型,从而建立了上下结构有限元-边界元耦合系统模型. 然后,通过实例,采用光纤光栅实验法获取各部件布点处应变值,对布点处曲率二次积分确定部件的变形曲线,同时进行了承载作用下的变形仿真分析,验证了理论模型的正确性. 最后,基于上述力学模型,分析了布筋情况对系统承载变形的影响,给出了基础建设的一些建议.     

Neumann边值问题的小波边界元法

自然边界元法将上半平面的Laplace方程的Neumann边值问题归化为边界上的变分问题,总刚度矩阵对称正定,利于数值求解,然而存在着奇异积分的困难.通常的小波基用于边界元法不是很理想,本文采用拟小波基,这种小波基在时域中光滑性高且快速衰减,它是一种拟再生核函数,这一性质可以使奇异积分的计算和数值实现简便.这种小波边界元法不仅能保持自然边界元法的降维及计算便捷稳定的优点,而且还具有良好的逼近精度.     

变截面直杆单元刚度矩阵的精确式

以一种新的思路和做法变截面直杆进行单元的分析,本文直接把变截面直杆作为单元,采用力法导出单元刚度矩阵通用式,确定两种常见截面变化规律直杆的单元刚度矩阵精确式。     

基于神经网络的圆柱壳单元刚度矩阵计算

压力钢管外压稳定问题可以采用实时求解方法,实时求解的关键在于单元刚度矩阵的计算.通过分析柱壳单元刚度矩阵的组成,提出了用BP网络来实现单元刚度矩阵的实时计算方法,并采用模拟退火算法避免BP网络陷入局部极小点.用传统的有限元法和BP网络对同一算例进行求解,结果表明BP网络计算精度满足工程要求.