基于塑性损伤模型的T形柱复合受力下的抗压分析

为了研究T形混凝土柱在受压弯剪扭复合受力状态下的抗压性能,文章采用塑性损伤模型模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学行为。通过混凝土损伤因子建立,运用ABAQUS有限元程序分析混凝土柱的受压破坏程度与试验结果进行对比分析。经过计算和试验结果的对比,计算结果表明在正确合理建模和设置参数的前提下,可以利用ABAQUS中的塑性损伤模型准确模拟复合受力混凝土柱构件的抗压性能。通过计算和试验抗压性能分析,为研究T形柱压弯剪扭复合受力统一理论的研究提供参考和借鉴。     

高强钢筋混凝土复合受扭构件开裂性能试验研究

以轴压比和相对偏心距为参数,对8根高强钢筋混凝土压弯剪构件在单调扭矩作用下的性能进行了试验研究,探讨了试件裂缝的产生和发展、破坏特征以及影响裂缝倾角和开裂扭矩的因素。推导出了压弯剪复合受扭构件开裂扭矩的计算公式,与试验结果进行对比,计算值与试验值吻合较好,为高强混凝土复合受扭构件开裂扭矩的计算和设计提供了参考。     

高强钢筋混凝土复合受扭构件的延性分析

对压弯剪扭复合受力下,23根高强钢筋混凝土柱模型进行了试验研究,并结合9根普通强度钢筋混凝土柱的复合受扭试验数据,对压弯剪复合受扭构件的延性性能进行了综合分析。探讨了轴压比、相对偏心距、混凝土强度、加载方式及纵筋与箍筋配筋强度比等参数对复合受扭构件延性的影响。分析了以上各参数对构件的初始刚度、开裂刚度和极限刚度的影响及其变化规律。为钢筋混凝土柱的抗震设计提供了理论依据。     

关于建立拉/压弯剪扭统一计算公式的讨论

钢筋混凝土构件在拉/压弯剪扭的不同内力组合下,目前还没有一种可以被普遍接受的统一破坏理论。理论上长期不完善,直接影响到钢筋混凝土结构在各种复杂组合荷载下(特别是灾害荷载下)的强度计算。GB50010-2002《混凝土结构设计规范》[1]用试验数据回归的方法给出压弯剪扭组合受力下的剪扭承载力计算公式,但缺少拉弯剪扭的承载力计算公式。目前的修订工作是在2002版基础上加以改进,力图增加拉弯剪扭组合情况的承载力计算。作者基于近期的研究认为,钢筋混凝土构件在拉/压弯剪扭共同作用下的统一的计算公式实际上并没有解决,尽管根据目前的认识水平,新规范中构件承载力计算主要还是依靠试验数据回归,但是其基本内涵应该尽可能准确地反映构件破坏的机理,表达形式应该简明。这一点应该引起规范修订足够的重视。本文将以建立钢筋混凝土普通矩形截面构件在拉/压弯剪扭组合受力状态下的承载力公式为例,说明这个问题,以供今后进一步修改规范时参考。     

再生混凝土复合受扭构件的抗震性能试验研究

在弯剪扭复合受力下,对2根普通混凝土构件和2根再生混凝土构件进行抗震性能试验,对再生混凝土复合受扭构件的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、延性等进行分析。研究表明,再生混凝土复合受扭构件的抗震性能比普通混凝土的稍差,但基本能够满足抗震设计的要求。     

钢筋混凝土构件承载力统一计算模式研究

基于复杂受力下钢筋混凝土构件的受力相关性,以弯扭相关性作为连接剪扭相关性和压弯相关性的桥梁,推导了钢筋混凝土构件承载力计算的统一计算式,考虑了压弯剪扭四种受力状态的受力相关性。由该计算式推得的单一受力和复合受力状态下的承载力计算式与国内外试验数据符合较好,计算式不仅适用于所有单一受力状态下的承载力计算,还适用于压弯、剪扭、弯扭、弯剪和压剪5个两相关计算,弯剪扭、压弯剪三相关计算以及压弯剪扭四相关计算。按统一计算式得到的配筋量比GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》的配筋量更为合理,且计算结果与试验结果吻合较好。     

双锥型压弯(扭)圆钢管的试验研究

双锥型变截面类构件在压弯(扭)复合荷载作用下,受力情况复杂,目前规范尚未给出一套完整的强度、稳定计算公式。本文通过双锥型圆钢管的压弯(扭)载荷试验,对该类型构件在复合荷载作用下的承载能力、破坏模态、位移-荷载曲线及应变-荷载曲线进行了分析比较。试验分析表明:试件的破坏模态表现为结构的局部屈曲,提供一个较小的坡度,便能使塑性区发生内移,以获得更大的延性;双锥型构件比等截面构件具备更好的受力性能,其承载能力的提高与锥体坡度直接相关,对于塑性铰位于交界面处的构件,其承载能力的提高可达40%左右。     

钢筋混凝土双向偏压剪扭复合受力构件抗震性能试验研究

通过对 8根承受双向偏压剪和反复扭矩作用构件的模型试验 ,对构件的破坏形态、滞回性能、延性及耗能能力、承载能力等进行了分析 ,提出了基于抗震设计的复合受扭构件承载力的计算公式和恢复力模型。     

空腹式型钢混凝土L形柱压弯剪扭抗震性能试验研究

为研究空腹式型钢混凝土L形柱压弯剪扭滞回性能,以扭弯比、肢高肢厚比为变化参数,设计6个试件进行恒定轴压下的低周反复弯-剪-扭加载试验。通过试验观察了试件的受力破坏过程,获取了试件的扭矩-扭转角、弯矩-位移滞回曲线,分析了试件的破坏形态、承载能力、刚度退化、延性及耗能能力等抗震性能指标。结果表明：随着扭弯比的增大,L形柱的破坏形态表现为弯曲破坏、弯剪破坏及弯扭破坏;L形柱的扭矩-扭转角滞回曲线中部捏拢,形成滑移平台,峰值荷载后有明显的荷载“跌落”现象;弯矩-位移滞回曲线相对饱满,L形柱的受弯性能优于受扭性能。压弯剪扭复合作用下空腹式型钢混凝土L形柱的位移延性系数小于3,不能满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》要求。     

再生混凝土梁剪扭复合受力性能试验研究

为研究再生混凝土梁的剪扭复合受力性能,以扭剪比和再生粗骨料取代率为试验参数,通过自行设计加载装置进行了7根再生混凝土梁的静力加载试验,观察试件的受力过程和破坏形态,分析不同设计参数对试件剪扭复合受力性能的影响。研究结果表明:再生混凝土梁的破坏形态与普通混凝土梁相近,随着扭剪比的增加,试件的破坏形态逐渐由受剪破坏向受扭破坏过渡;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的初始抗扭刚度和开裂荷载均有所降低,同时破坏时的脆性特征明显,但承载力降幅不大;GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中公式可用于计算再生混凝土梁剪扭复合承载力。     

开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的理论分析与试验研究

对 3根不同扭弯比的开口截面组合梁弯扭进行试验分析得出组合梁的弯型和扭型两种破坏形态。将组合梁划分成三维 8结点实体单元 ,用有限元方法对组合梁在弯扭作用下的工作性能进行了弹性理论分析 ,建立了弯扭强度M -T相关公式。通过编制组合梁截面的弯矩 -曲率全过程计算程序 ,得出了混凝土翼板受力与截面弯矩之间的关系 ,从而阐明了弯扭共同作用下组合梁的受力机理 ,建立了极限状态的弯扭强度M -T相关公式 ,并分析了组合梁截面参数对相关曲线的影响。     

钢筋砼纯扭构件抗扭强度的试验研究和计算方法

本文根据《钢筋混凝土结构设计规范》抗扭科研专题组近十年来大量试验研究的结果,集中地讨论了钢筋砼纯扭构件的受力性能,提出了开裂后钢筋砼纯扭构件的抗扭强度计算公式。并在分析研究的基础上,对纯扭构件的工作机理采用变角空间桁架模型给予理论上的解释,为修订新的设计规范提供主要依据。     

绕弱轴纯弯的冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲性能研究

采用有限条软件CUFSM对不同截面几何参数的冷弯薄壁卷边槽钢绕弱轴纯弯进行畸变屈曲应力计算,并根据经典板件屈曲应力公式计算构件翼缘畸变屈曲系数,分析构件截面几何参数的变化对畸变屈曲系数的影响,在此基础上,提出适用于求解直卷边槽钢绕弱轴纯弯畸变屈曲应力的简化公式。与有限条法和基于广义梁理论的横向弯曲铰支计算模型的计算公式进行对比,所提出的公式具有较高精度,且简单实用、便于手算,建议公式可供工程设计和修订规范参考。     

纯扭和复合受扭构件受力模型分析及计算

运用空间薄壁桁架理论建立了受扭构件的受力模型 ,引用混凝土双向受力状态下强度理论和破坏准则推导了相互衔接且简便的纯扭、压 (拉 )扭及剪扭构件承载力公式。与规范公式及试验结果比较 ,符合程度较好     

重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁正常使用阶段性能研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合和变形的主要因素,将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式;应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式.将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比η和换算配筋率αpρ这两个参数来反映,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

再生混凝土梁抗弯承载力计算适用性研究

通过对3组15个不同再生粗骨料取代率、配筋率的梁在集中荷载作用下进行抗弯性能试验研究,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁满足平截面假定、挠度变形、裂缝宽度以及极限承载力等方面的影响,同时对现行GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力计算公式计算再生混凝土梁极限承载力的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下,再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大、抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生粗骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面混凝土应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力是可行的,但缺少相应的再生骨料取代率影响因子,针对此问题提出建议公式与调整系数,并通过数据分析证明其满足基本要求。     

L型混凝土薄壁构件在设计中的运用

设计中常见的梯间梁问题的一种解决方法。明确了薄壁构件在实际受力中同普通的矩形梁的区别。进行了薄壁构件受弯、剪、扭应力状态的分析 ,和构件在受竖向荷载下的控制因素的计算 ,并由此导出了构件的内力的计算方法和构件的配筋方法     

拉-弯-剪复合受力混凝土构件的承载力计算研究

试验研究表明,复合受力状态下的钢筋混凝土构件的抗拉、抗弯、抗剪强度是相关的。以拉弯相关性、弯剪相关性为基础,根据截面满足的平衡条件,分别推导出矩形截面钢筋混凝土构件在小偏拉、剪力共同作用和大偏拉、剪力共同作用下考虑拉-弯-剪三者相关性的承载力验算式。通过对比试验数据,考虑拉-弯-剪相关性的构件承载力验算方法计算的结果与试验数据符合良好。从安全角度考虑,建议进一步修正GB 50010—2010《混凝土设计规范》中关于拉-弯-剪构件设计方法。     

钢管混凝土压弯扭（剪）承载力相关关系及钢管混凝土统一设计理论构想

本文推导了钢管混凝土压弯扭（剪）承载力相关方程，从而将钢管混凝土轴压、纯弯和纯扭（剪）构件承载力计算公式相互衔接起来，概念明确。大量实例计算表明，相关方程计算结果与试验结果吻合令人满意。最后，本文提出钢管混凝土统一设计理论的构想。     

钢筋混凝土箱型构件的统一破坏模型

在较为成熟的钢筋混凝土破坏模型——Nielsen模型基础上,根据von Mises屈服准则引入了钢筋的销栓作用,建立起钢筋均匀分布的混凝土构件在拉、压、弯、剪、扭复合作用下的破坏统一模型,并推导出箱形截面下的破坏统一表达式。该模型由于考虑了钢筋销栓作用,使得计算结果更为接近实际情况。针对钢筋混凝土箱形截面的抗剪承载力,将该模型的理论计算结果与原Nielsen模型、国内外规范计算方法和综合应力合成简化法(Simplified Method for Combined Stress-Resultants,SMCS)的抗剪承载力进行比较,验证了该模型有更好的精度。