方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点荷载-位移滞回曲线建模与分析

针对钢管混凝土柱-钢梁节点的梁端荷载-位移滞回曲线多采用试验数值分析方法,缺乏理论建模分析的不足,提出一种方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点荷载-位移滞回曲线的建模与分析方法。该方法分析钢筋混凝土梁柱节点梁端位移的建模方法,提出节点构件梁端荷载-位移的计算模型,并采用T-L双线性模型建立节点构件的弯矩-曲率恢复力的计算模型,同时,提出钢梁节点荷载-位移滞回曲线分析流程。以典型的方钢管混凝土柱-工字型钢梁缀板连接节点为例,采用提出的节点荷载-位移计算模型计算节点荷载-位移滞回曲线,并采用ANSYS建立其三维有限元数值分析模型,对节点构件滞回性能进行非线性有限元数值仿真模拟。理论计算、仿真模拟和静态试验对比分析的结果表明:采用提出模型计算的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线与仿真模拟及试验数据结果的吻合度高,能够反映出节点受力的基本特性。     

非线性结构荷载—位移数值拟合

针对在分析非线性结构体系的荷载—位移关系时数值拟合的重要性,运用Richard-Abbott模型和滞回模型对单调加载荷载位移曲线和低周反复加载滞回曲线进行了拟合,从而反映出房屋刚度退化及滞回环捏拢现象。     

胶凝砂砾石材料的细观滞回模型

为充分认识胶凝砂砾石(CSG)材料的动力学特性,更好地揭示其动态本构关系,基于经典Preisach-Mayergoyz(PM)细观滞回模型,结合CSG材料的非线性滞后特性,计入塑性残余应变和循环次数的影响,建立了 CSG材料的细观滞回模型.将改进后的模型与试验滞回曲线进行对比分析后可知,该模型不仅可以反映CSG材料在循环荷载下的非线性滞后特征,还可以预测循环荷载下CSG材料的疲劳寿命.     

反复荷载作用下方钢管混凝土柱与钢梁连接节点非线性有限元分析

本文首先选择合适的本构模型作为约束混凝土循环本构模型的骨架曲线,提出了考虑局部屈曲和开裂的钢材循环本构关系;进而建立两类方钢管混凝土柱与钢梁连接节点———缀板焊接连接节点和穿芯螺栓-端板连接节点的空间非线性分析模型,对其在低周反复荷载作用下的滞回性能进行了非线性分析计算。结果表明:由有限元模型所得的单调荷载-位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似,但在峰值荷载后差异较大;由有限元模型所得的在低周反复荷载作用下滞回曲线也与在反复荷载作用下试验所得的相一致。有限元模型能准确地预测上述两类节点的弹塑性行为和整体抗震性能,可用于节点滞回性能的非线性参数分析研究。     

狗骨-蜂窝式梁柱节点在低周反复荷载作用下有限元分析

通过ANSYS有限元软件分析狗骨式节点、蜂窝式节点、狗骨-蜂窝式节点（Ⅰ型和Ⅱ型）在梁端循环位移荷载作用下的受力性能.狗骨-蜂窝式节点滞回曲线稳定饱满,无捏缩现象,表现出良好的塑性变形能力.对比节点的骨架曲线,狗骨-蜂窝式节点不仅强度、刚度没有明显降低,而且具有节省材料用量、延性好和耗能能力强等特点.研究狗骨-蜂窝式节点在循环位移荷载作用下螺栓预紧力的变化,指出剪切板处6个螺栓中角部螺栓预紧力损失最为严重.     

方钢管再生混凝土柱滞回特性的试验研究

根据6根方钢管再生混凝土柱在定常轴力和水平往复荷载作用下的试验结果,探讨了钢管壁厚、轴压比和长细比3个参数对试件滞回性能的影响。试验表明:各试件的滞回曲线形状大致相同,滞回曲线较为饱满,具有良好的抗震性能。在试验研究基础上,分析了实测滞回曲线特征,对试验结果进行回归分析,建立了恢复力模型的三折线骨架曲线方程,确定了卸载刚度、强度退化规律和恢复力模型的滞回规则,建立了方钢管再生混凝土柱水平侧向力-位移恢复力模型,试件的计算滞回曲线和骨架曲线与试验实测曲线吻合良好。     

低周反复荷载下约束混凝土模型的比较研究

从众多约束混凝土应力-应变规律模型中优选出其中四种,部分改造并添加了滞回关系,将其分别加到基于纤维模型梁柱单元的三维空间框架非线性动力反应分析程序中,最后以R.Park等人的低周反复荷载下压弯柱的试验为校准基础,主要从构件层次进行了模拟、比较,分析了各种混凝土应力-应变关系模型中不同的骨线线取法和滞回规律取法对钢筋混凝土柱性能模拟效果的影响。     

OpenSEES在混凝土桥墩滞回性能分析中的应用

利用有限元软件OpenSEES对粘钢加固钢筋混凝土墩柱进行了多维滞回荷载作用下的非线性分析,并将计算结果与模型试验进行了对比分析。结果显示计算所得的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线与试验得到的曲线基本吻合,这表明OpenEES所建立的非线性有限元模型能够较好地模拟粘钢加固钢筋混凝土墩柱的受力性能。     

考虑高径比影响的木结构柱抗侧能力试验研究

古建筑木结构柱的抗侧能力对木构架整体稳定性有着重要影响。为研究木柱抗侧能力,考虑高径比影响,参考宋《营造法式》制作三个不同高径比的足尺木柱模型。通过低周反复荷载试验研究木柱的受力特征、水平力-位移滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、刚度退化规律和延性等力学特性,并分析高径比对上述性能指标的影响,提出木柱荷载位移简化模型。试验结果表明：在反复荷载作用下,木柱出现摇摆现象;木柱水平力-位移滞回曲线形状呈S形,具有捏拢效应;在较小侧移下,木柱具有较好的抗侧能力,其抗侧刚度随柱头位移增加呈先快后慢的非线性退化规律;高径比越小,木柱的耗能能力、抗侧刚度和延性越高,其对抗侧刚度的影响随位移增加而逐渐减小;根据试验结果建立了包含弹性段、屈服段、平台段和退化段的四线型荷载位移简化计算模型,可为古建筑木结构整体抗侧能力分析提供参考。     

基于杆系模型的单跨双层钢框架动力性能

本文采用ABAQUS软件进行了框架体系的非线性有限元分析,验证了框架体系在静力单调加载下的试验荷载-位移曲线和有限元结果吻合良好的基础上,通过对简化的框架施加低周反复荷载,获得荷载-位移滞回曲线,对比了考虑轴力作用和不考虑轴力的的框架荷载-位移滞回曲线的变化规律,考察体系的变形、应力分布和框架体系的承载、延性等抗震性能指标,通过应力分析确定体系塑性铰的分布,判断框架的屈服机制,确保在罕遇地震下结构的安全性.最后对该类框架提出了相应的设计建议,可为同类工业建筑提供参考.     

Entwurf und Ausführungsplanung der Stöbnitztalbrücke

Auf der Neubaustrecke Erfurt – Leipzig/Halle werden zurzeit einige Talbrücken realisiert, die einen neuen, ganzheitlich orientierten Entwurfsansatz verfolgen. Bei diesen integralen bzw. semi‐integralen Bauwerken sind die Überbauten monolithisch mit den Pfeilern und teilweise mit den Widerlagern verbunden. Sie können deshalb schlanker und mit stetigen Übergängen zwischen den Bauteilen ausgeführt werden. Durch den weitgehenden Verzicht auf Lager und Fugen und durch die robuste Bauweise besitzen integrale Bauwerke eine wesentlich längere Lebenserwartung als herkömmliche Talbrücken. Die Scherkondetalbrücke und die Gänsebachtalbrücke wurden bereits in vorherigen Ausgaben beschrieben. In diesem Beitrag wird über den Bau der Stöbnitztalbrücke berichtet, die als Sondervorschlag der ausführenden Baufirma realisiert wird. The Bridge over Stoebnitz Valley – a Bridge without Bearings on High‐Speed Railway Route Erfurt – Leipzig/Halle Currently some large valley bridges are under construction on high‐speed railway route Erfurt‐Leipzig/Halle. These bridges follow a new holistic design philosophy. The superstructures of those integral or semi‐integral bridges are rigidly connected to the abutments and the columns. Therefore, they are more slender than conventional bridges and the bridges are very robust and durable because of the omitting of bearings and dilatation joints. The bridges over Scherkonde valley and over Gaensebach valley were already described in previous issues. In this paper the construction of the bridge crossing Stoebnitz valley is reported. This bridge is being built as an alternate design of the contractor.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.