节间荷载作用下钢筋混凝土框架结构非线性分析

在非线性阶段,基于位移形函数的刚度法对节间荷载的处理不直接,精度也很差;而基于力的形函数的柔度法建立了单元两端与单元内部力的关系,能够得到精确的结果.介绍了基于有限单元柔度法处理节间荷载的基本原理和计算过程并利用算例阐述了其计算步骤,验证了其有效性.     

新型预制装配框架节点在低周反复荷载下的非线性有限元分析

采用详细的三维非线性有限元模型,对一种新型预制装配框架梁柱节点在低周反复荷载作用下的反应进行模拟计算,预制装配框架节点由预制梁和预制柱组成。在模型建立时,采用了ANSYS提供的实体单元、面与面的接触单元和节点核心区的灌浆界面。在计算模型中考虑了后张预应力作用和混凝土材料的非线性,模拟计算出该节点的滞回曲线,并且将模拟的计算结果与相应的试验结果进行对比,有限元计算出来的结果与试验结果吻合得较好。在计算过程中对模型中的梁柱交界处钢筋的应力应变进行了提取分析,同时对模型中的预应力钢筋进行了分析,分析发现预应力筋没有达到屈服。通过此次对复杂预制装配框架梁柱节点的有限元计算,可以为以后相关梁柱节点的数值模拟计算提供参考。     

按预应力度法及等效荷载计算多层部分预应力框架

介绍了按预应力度法和等效荷载计算多层多跨部份预应力框架的方法。内容包括预应力等效荷载的计算公式、预应力次弯矩的计算,及按预应力度法计算结构,并以实例加以说明。     

混凝土箱梁结构力学特性分析与安全评价研究

为全面了解预应力箱梁结构的非线性力学性能,基于大型非线性有限元软件MSC.MARC,建立预应力箱梁三维非线性有限元模型,混凝土采用六面体单元,钢筋采用truss杆单元,预应力通过钢筋单元的初始应力输入施加.模拟分析了预应力箱梁在集中荷载作用下的结构力学特性,并通过试验对计算结果进行验证,通过计算与试验结果对既有结构的安全性进行评价.     

铰接半刚性结构找形与找力分析的非线性有限元方法

对铰接半刚性结构找形、找力分析,提出一种精确的非线性有限元方法.分两步建立找形与找力分析迭代公式。第1步:基于荷载态节点坐标、预应力态节点坐标及预应力态单元预应力,建立荷载态结构非线性平衡方程,根据矩阵微分理论、Newton切线法概念和边界条件求解荷载态结构非线性平衡方程,从而得到预应力态节点坐标迭代公式;第2步:基于预应力态节点坐标、零态节点坐标和预应力态单元预应力,建立预应力态结构非线性平衡方程,同样根据上述理论和概念以及边界条件求解预应力态结构非线性平衡方程,从而得到零态节点坐标迭代公式。在每个迭代步中,首先由荷载态构形去找预应力态构形,然后由预应力态构形去找零态构形,两个子步交替进行。预应力态单元预应力由预应力态与零态的节点坐标之差确定。通过一弦支穹顶结构的找形与找力分析,验证了该方法的有效性。     

体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析

提出一种有限元模型,用于体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析。该有限元模型用ANSYS通用分析软件中的SOLID65单元建立试验梁的3D实体模型,以接触单元模拟节段之间的干接缝,用节点耦合法实现体外预应力束与混凝土梁之间的连接。考虑混凝土材料非线性和几何非线性,通过数值模拟分析揭示试验梁的结构行为、混凝土接缝处的应力变化规律和裂缝张开情况。该有限元模型研究了预应力配束形式、体外预应力二次效应和转向处滑移对试验梁弯曲力学性能的影响。数值分析揭示了在荷载300kN以前,节段接缝处于受压状态;在300kN以后,裂缝张开是影响试验梁力学性能的主要因素。研究结果可用于预制节段桥梁的设计。     

基于OpenSEES的无粘结部分预应力混凝土梁恢复力模型研究

在阐述OpenSEES软件解决无粘结部分预应力混凝土梁非线性分析的基础上,对无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的恢复力模型进行了研究。着重介绍了无粘结预应力筋等材料本构模型的选取和基于柔度法的梁柱非线性分析方法及其计算框图,计算了无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的弯矩-挠度滞回曲线,与试验曲线比较得到了令人满意的结果,为OpenSEES解决无粘结部分预应力混凝土结构恢复力模型提供了一条新的途径。     

预应力混凝土连续梁计算机整体计算法

目前，预应力混凝土结构的计算往往采用等效荷载法或综合等效荷载法和荷载平衡法，但等效荷载法的应用是有一定条件的，一般来说用等效荷载法计算预应务构件时预应力筋的布置形状应为抛物线第二次曲线，同时在选取等效荷载类型，荷载大小及计算分析时，均采取了一些简化措施。这些措施虽然简化了结构计算，但它不能正确反映预应力结构的受力状态，不仅影响了计算精度，而且也限制了等效荷载法的应用范围。为此，笔者按照预应力混凝土的实际受力情况将预应力筋和混凝土梁作为一个整体，并将其各自离散为若干个受力单元，采用平面有限元方法进行整体分析，力图更合理地构筑预应力混凝土结构的计算模型，更确切地反映其受力状况，提高设计精度。下面通过单跨，两跨预应力连续梁不同布筋情况下采用本方法计算的结果分析，说明其正确性和实用性。     

交叉梁系结构中变截面杆件(矩形截面抛物线楔形梁)的计算问题

矩形截面抛物线楔形梁作为一种变截面杆件在平面楼盖等交叉梁系结构中经常使用.本文通过求矩形截面抛物线楔形梁的单元柔度系数和刚度系数,提出了交叉梁系结构中矩形截面抛物线楔形梁的单元刚度矩阵,通过求矩形截面抛物线楔形梁的载常数,提出了交叉梁系结构中矩形截面抛物线楔形梁上几种作用荷载的等效节点荷载.     

预应力超静定结构的等效荷载计算

预应力对超静定结构的作用,除产生主弯矩外还产生次弯矩。等效荷载法是计算次弯矩的最简便方法,但现有等效荷载的计算公式是通过预应力沿预应力筋不变的静定梁求得的,而在实际结构中,尤其是在多跨曲线配筋的预应力超静定结构中,预应力沿预应力筋有明显的变化,因而按现有方法计算等效荷载存在较大的误差。本文提出预应力沿预应力筋变化的超静定结构的等效荷载计算方法,以供设计应用。文末并附有计算实例。     

留后浇带预应力混凝土结构施工短暂状况分析

施工期间的预应力混凝土结构是时变体系。通过预应力等效荷载分析和梁板柱混凝土结构的施工阶段受力分析,计算作用于预应力混凝土结构上的荷载。将留后浇带预应力混凝土梁模拟为弹性支座梁,研究了留后浇带预应力混凝土结构施工期间的力学性能。结果表明,预应力等效荷载和施工荷载直接影响预应力混凝土结构的施工安全。     

28m跨部分预应力混凝土框架结构设计与测试分析

介绍28m跨部分预应力混凝土框架梁的设计,即预应力筋的布置、预应力损失计算、等效荷载计算、抗裂验算、使用阶段挠度验算;同时将预应力筋张拉阶段的张拉伸长值与理论值作了比较;对测试结果进行了对比分析.     

预应力梁板体系的空间分析及有效翼缘宽度

结合一实际工程 ,建立了较精确的有限元模型 ,对有粘结预应力梁板柱体系进行空间分析 ,得出了结构的应力分布 ,并与现场实测结果进行了比较 ,两者吻合较好。按静力等效原理着重讨论了预应力梁支座截面和跨中截面有效翼缘宽度的合理取值 ,结果表明 ,预应力梁的有效翼缘宽度与结构受力的类型密切相关 ,在预应力等效轴向力作用下比等效横向力和等效集中弯矩作用下梁有效翼缘宽度大许多。另外还值得注意的是 ,在预应力等效荷载作用下 ,采用等代空间框架法分析将无法反映跨中截面板面的拉应力峰值。     

不同束形配筋的预应力混凝土受扭梁的实验研究

根据预应力筋等效荷载的基本原理,提出一种折线螺旋束型的预应力混凝土受扭梁。对配有折线螺旋形预应力筋的混凝土受扭梁与通常配有纵向预应力筋的混凝土受扭梁进行了加载试验。结果表明,折线螺旋形预应力筋有效地推迟了预应力混凝土构件扭转裂缝的出现,提高了构件的开裂扭矩和极限扭矩,并保持一定的延性。     

预应力连续配筋的线形与等效荷载研究

通过对预应力连续结构中预应力筋的线形、几何特征值及其等效荷载所作系统的研究，给出了7种常用预应力筋线形与等效荷载，可直接用于工程设计。应用荷载平衡法对一计算实例作了分析。     

裂缝对预应力混凝土结构耐久性影响的试验研究

提出了制作预应力混凝土裂缝状态试件的试验方法 ,并通过混凝土碳化与氯离子侵蚀试验 ,分析了裂缝对预应力混凝土结构耐久性的影响 ,以供耐久性设计与评估时参考     

钢筋砼和预应力砼结构的裂缝控制

本文介绍新修订的砼结构设计规范中,关于考虑工作环境、结构构件的功能、钢筋对锈蚀的敏感性及荷载作用时间长短,对钢筋砼、部份预应力及全预应力砼结构的裂缝控制统一进行分级的内容,这是在正常使用极限状态方面的重要改进。     

超长预应力混凝土结构综合抗裂措施

介绍了超长预应力混凝土结构的抗裂控制内容、标准和方法,分析了竖向构件的侧向约束对超长结构的影响及相应的设计措施,提出了综合抗裂措施。     

Finite element modeling of concrete beams prestressed with external tendons

In this study, a numerical model based on the finite element method incorporating an arc-length solution algorithm for materially and geometrically nonlinear analysis of concrete beams prestressed with external tendons is established. The second-order effects are taken into account. The effects of external tendons are expressed by equivalent nodal loads of the beam element and therefore analysis of externally prestressed concrete beams can be conducted with the ordinary bonded concrete beams. The section tangent stiffness matrix is derived by the layered approach, and then the nonlinear beam flexural theory is utilized to determine the element tangent stiffness matrix. An updated normal plane arc-length solution algorithm is used to trace the nonlinear response of the beams from zero loads up to ultimate loads. This algorithm can deal well with the changes of response during loading, so that the possible limit points on the load–deflection response prior to the ultimate limit state can be easily passed. Results predicted by the analysis are in good agreement with the experimental data.     

框架结构预应力等效荷载实用分析

荷载平衡法已广泛地应用于预应力混凝土结构的设计。在超静定预应力混凝土结构中由于施工要求,预应力筋实际线形在中间支座处不可避免地存在一过渡的曲线,使得预应力等效荷载不能全部与梁上均布荷载相抵消。根据结构力学原理对荷载平衡法进行改进,能针对预应力筋线形的实际布置情况方便地估算出等效荷载的大小。