薄柔构件屈曲铰弯矩转角曲线分析

本文对薄柔构件的局部屈曲段的弯矩转角性能进行了研究。基于屈曲段的受力变形特征,引入了屈曲铰的概念来类比于厚实截面中的塑性铰。对超过500个构件屈曲铰的弯矩转角曲线进行了分析。根据曲线形状并结合截面翼缘宽厚比、腹板高厚比及构件轴压比三大参数对弯矩转角曲线进行分类;归纳出了每一类曲线对应的截面参数范围。且根据这些参数对每一类的曲线进行公式拟合。本文分析为薄柔构件钢框架的整体结构推覆分析提供了参考。     

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁受力性能试验研究

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁综合了型钢混凝土梁和预应力梁的优点。为研究内置H型钢预应力混凝土连续组合梁的受力性能及弯矩重分布规律,完成了3根两跨内置H型钢预应力混凝土连续组合梁试验,并进行了非线性分析。研究结果表明：内置H型钢预应力混凝土连续组合梁荷载-跨中变形关系曲线近似呈二折线;以达到承载能力极限状态时支座控制截面弹性弯矩计算值与内置H型钢实际承担的弯矩之差为调幅对象,弯矩调幅幅度受含钢率影响不大,随型钢高度与梁截面高度比值增大而增大;连续组合梁中支座两侧等效塑性铰区长度不大于0.64倍梁有效高度,且随预应力度增大而减小;当相对塑性转角不大于0.817×10^-5时,弯矩调幅系数随相对塑性转角增大而增大,且不大于0.44。为内置H型钢预应力混凝土连续组合梁设计提供了参考。图10表11参10     

实腹式型钢混凝土异形柱截面曲率分析及延性研究

型钢混凝土柱是一种抗震性能优越的组合构件,经常被用于高层或超高层建筑中。近年来为了满足建筑物美观及室内装饰装修的要求,国内外学者针对型钢混凝土异形柱开展了相关研究,其中最常见的异形柱截面类型为十字形、L形和T形。以收集的型钢混凝土异形柱抗震性能试验为基础,对型钢混凝土异形柱的截面曲率进行分析,通过弯矩-曲率曲线研究曲率与构件变形性能的关系,确定异形柱屈服曲率和极限曲率的计算方法,利用截面屈服曲率和极限曲率得出位移延性系数。通过参数分析,研究构件的截面曲率变化情况,并通过参数拟合,提出适用于3种截面类型的型钢混凝土异形柱屈服曲率和极限曲率的简便计算公式,该公式可为实腹式型钢混凝土异形柱的变形计算以及抗震设计提供参考。     

锈蚀钢结构塑性铰模型研究

通过中性盐雾快速腐蚀(NSS)试验和钢材的拉伸试验,得到锈蚀钢材的材料性能退化规律。通过理论推导得到锈蚀钢构件塑性转动能力的参数模型以及锈蚀H型钢构件的塑性铰模型。结果表明:钢材锈蚀后截面屈服弯矩、屈服曲率和极限弯矩、极限曲率都不断降低,截面的曲率延性系数下降,转动能力减弱,延性变差。相对塑性铰长度、塑性转角随锈蚀率的不断增加而逐渐降低,当锈蚀率达到12%时,钢构件的塑性转角与未锈蚀相比下降了14.3%。     

钢筋混凝土梁对应于各地震损伤状态的变形计算

对以受弯为主的钢筋混凝土梁对应于5个主要损伤状态(屈服、混凝土保护层压碎、剥落、纵向受力钢筋屈曲、极限状态)的变形进行了研究.首先通过对梁截面的弯矩-曲率关系分析建立了各损伤状态下梁截面受压区高度的计算方法.接着,利用在另文中得到的钢筋混凝土柱在各损伤状态下的截面压区边缘的混凝土应变大小,采用平截面假定和钢筋混凝土受弯构件的塑性铰理论建立了钢筋混凝土梁对应于各损伤状态的变形计算公式.文中提出的方法可为钢筋混凝土梁基于位移的抗震设计和抗震性能评价提供依据.     

塑性铰区采用FRC柱试验研究及正截面承载力分析

采用简化的纤维增强混凝土应力应变关系,根据截面变形的平截面假定和截面力的平衡方程,推导出塑性铰区采用纤维增强混凝土柱在不同极限状态时的曲率。根据各极限状态点曲率,求得截面上各分布力,对截面形心轴取距,到塑性铰区采用FRC柱的开裂、屈服、峰值和极限点的弯矩表达式。与试验结果对比表明,计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土梁开裂后刚度退化研究

编制了钢筋混凝土梁截面弯矩-曲率关系计算程序.采用该程序计算了不同混凝土强度等级、不同截面尺寸和不同配筋钢筋混凝土梁截面的弯矩-曲率关系.根据弯矩-曲率关系的计算结果,研究了混凝土开裂至纵向受力钢筋屈服这一阶段梁截面抗弯刚度的变化规律,给出了估计钢筋混凝土梁开裂后截面抗弯刚度的实用方法.可供既有混凝土结构性能检测评定时应用.     

跨中集中荷载下两跨UPC矩形截面连续梁塑性铰性能

无黏结预应力混凝土(UPC)连续梁在肋梁楼盖中得到了较为广泛的应用,目前国内外对无黏结预应力混凝土连续梁内力重分布的研究相对较少.为此,以两跨连续梁内支座控制截面综合配筋指标、张拉控制系数、内支座控制截面预应力度、跨高比及跨中与内支座控制截面综合配筋指标比为主要参数,开展了16根两跨无黏结预应力混凝土矩形截面连续梁试验.介绍了试验梁设计、试验方案、试验现象及试验梁达到正截面承载能力极限状态标志的选取.集中报道了两跨无黏结预应力混凝土矩形截面连续梁内支座塑性铰形成与发展情况,提出了与加载形式相对应的内支座等效塑性铰区长度及塑性铰的塑性转角计算公式,为以相对塑性转角为自变量的弯矩调幅系数提供了基础性素材.     

带轴力混凝土截面弯矩-曲率计算解析

确定塑性铰塑性转动能力大小是超静定结构弹塑性分析的关键内容.混凝土开裂应力释放、钢筋屈服、轴力和弯矩等许多因素影响了截面塑性转动能力.借鉴承载能力极限状态所有可能的应变图,构造弯矩-曲率计算的应变图.以解析方式分析和计算混凝土矩形截面轴力、弯矩、应变和曲率,一次计算可以便捷地得到所有结果,避免了迭代和收敛困难.引入合力...     

配置无明显屈服点钢筋的混凝土受弯构件截面的弯矩与曲率分析

本文以混凝土与钢筋给定的应力-应变曲线为基础,论述配置无明显屈服点钢筋的混凝土受弯构件截面的弯矩与曲率关系,提出抗弯强度与变形统一计算的方法,并在与冷拔丝混凝土矩形梁试验结果的对比中得到验证。建议的方法适用于钢筋混凝土梁的全工作过程分析。     

基于塑性铰转角需求的剪力墙边缘构件设计方法

剪力墙边缘约束构件设计方法是剪力墙结构设计中未很好解决的问题之一.首先建立了悬臂剪力墙在弹塑性极限状态的侧移模式,以塑性铰转角需求定义不同抗震等级剪力墙的变形能力设计目标,建立了剪力墙塑性铰转角与底部截面曲率、轴压比与相对受压区高度的关系,通过平截面假定计算剪力墙边缘构件约束区长度及配箍特征值需求.通过20个剪力墙试件理论与试验极限位移角的对比分析说明了所介绍方法的可靠性,最后给出了不同抗震等级、不同轴压比剪力墙边缘构件约束区长度及配箍特征值的建议值.     

钢筋混凝土梁和柱性能界限状态及其变形限值

根据以受弯为主的钢筋混凝土梁、柱的地震破坏过程提出了各性能水平和性能界限状态的划分标准,并建立了对应于各性能界限状态的变形计算方法。通过对梁、柱截面的弯矩-曲率分析,分别建立了梁、柱截面受压区高度的计算方法。利用对美国太平洋地震工程研究中心建立的钢筋混凝土柱试验数据库的统计分析和钢筋混凝土受弯构件的塑性铰理论,提出了柱在各性能界限状态时截面压区边缘混凝土的应变限值计算方法。通过混凝土受压应变和钢筋受拉应变的限值得到钢筋混凝土梁、柱的变形限值。研究结果可为钢筋混凝土结构基于位移的抗震设计和抗震性能评价提供依据。     

型钢混凝土梁正截面承载力计算分析

基于平截面假定,采用有限元条带法,用Turbo C编制程序绘制型钢混凝土矩形截面梁弯矩一曲率关系全曲线以及弯矩一刚度关系全曲线。考察当型钢形式为对称与非对称、混凝土强度等级和纵向钢筋配筋率等参数变化时,型钢混凝土梁正截面承载力的变化情况以及整个受力过程中梁的刚度变化。     

PSRC非线性全过程分析程序设计

PSRC梁非线性全过程分析时,以平截面假定为基础,采用有限元条带法,运用MATLAB语言编写程序,绘制PSRC矩形截面梁弯矩-曲率关系曲线;并与试验实测的截面弯矩-曲率关系曲线进行对比分析,考察当型钢形式为对称和非对称以及预应力度等参数变化时,其正截面承载力的变化情况.     

PSRC梁非线性全过程分析程序设计

PSRC梁非线性全过程分析时,以平截面假定为基础,采用有限元条带法,运用MATLAB语言编写程序,绘制PSRC矩形截面梁弯矩-曲率关系曲线;并与试验实测的截面弯矩-曲率关系曲线进行对比分析,考察当型钢形式为对称和非对称以及预应力度等参数变化时,其正截面承载力的变化情况。     

单调荷载作用下高强混凝土梁受弯性能尺寸效应研究

进行了不同截面尺寸高强混凝土梁的弯曲试验,研究了梁高对其受弯性能的影响。试件采用C70高强混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋。试件截面尺寸不同,截面长宽比、剪跨比和配筋率等参数保持一致。分析了不同截面尺寸对高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩、名义极限弯矩、延性以及塑性转动能力的影响。研究结果表明,高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩和名义极限弯矩无明显尺寸效应,而试件的位移延性系数和塑性铰区的塑性转动能力则表现出明显的尺寸效应,随截面尺寸的增大梁的位移延性系数和塑性铰区塑性转动能力有所降低。     

预应力H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析

为获得预应力H型钢混凝土新型组合梁的恢复力模型,对7根跨度为3 800 mm、2根跨度为4 500 mm的预应力型钢混凝土简支梁的骨架曲线进行了仿真分析,探讨了综合配筋指标、预应力度、预应力筋合力点到梁下边缘距离及混凝土轴心抗压强度4个参数对截面单调弯矩-曲率曲线和构件单调荷载-位移曲线的影响,同时考察了综合配筋指标、预应力度对构件截面曲率延性和构件位移延性的影响;最后统计回归出预应力H型钢混凝土组合梁曲率延性和位移延性的计算公式,建立了预应力H型钢混凝土组合梁弯矩-曲率恢复力模型和荷载-位移恢复力模型。结果表明:预应力H型钢混凝土组合梁具有良好的抗震性能,建立的恢复力模型可为该类梁的结构弹塑性动力分析提供参考。     

基于OpenSees的RC平面框架抗倒塌试验模拟与分析(之一)

基于OpenSees分析平台,以位移控制方法加载,对湖南大学平面框架抗倒塌试验进行非线性静力抗倒塌数值模拟,验证了OpenSees几何非线性分析方法及约束处理方法的有效性。给出梁柱构件的轴力图,分析梁、柱截面弯矩-曲率、P-M相关曲线,确定了基于变形的屈服准则,通过对模拟结果的后处理得出了平面框架的塑性铰分布及发展情况;提取梁柱单元内力,根据轴力及弯矩包络曲线考察梁柱内力变化规律。通过数值分析,深入探讨了框架结构的抗倒塌机制和抗力分布情况。     

基于弯矩曲率法的U型外包钢混凝土组合梁延性及受弯性能分析

为研究U型外包钢混凝土组合梁在静载作用下的延性及受弯性能,对5根缩尺简支组合梁进行两点对称集中加载试验研究。通过对试件在加载作用下的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、截面应变沿高度分布规律的研究,提出弯矩曲率法在组合梁加载过程中受力模拟的程序算法。基于简化塑性理论公式对组合梁的截面弯矩进行理论计算,两者对比试验结果比较吻合,从而有效验证了弯矩曲率法的合理性,并依据构件计算所得的截面曲率与位移延性系数对U型外包钢混凝土组合梁的延性开展深入分析。     

钢管高强混凝土构件截面弯矩-曲率全曲线研究

通过 12根钢管高强混凝土构件的抗弯试验 ,研究了钢管高强混凝土构件的受弯性能。采用条带法计算了钢管高强混凝土构件截面弯矩 -曲率全曲线 :根据试验结果 ,将截面弯矩 -曲率全曲线简化为三折线 ,给出了截面弯曲刚度的三折线方程和钢管高强混凝土构件截面受弯承载力的计算公式。