多层混凝土框架火灾连续倒塌数值分析

常规的结构抗火设计主要针对构件,但实际结构系统中的构件受力更为复杂。为分析整体结构在火灾下的破坏和倒塌,基于纤维梁模型和简化楼板建模方法,建立了一个8层混凝土框架整体结构数值模型。分析不同结构位置处3开间发生火灾时的整体结构力学响应。结果表明:框架柱在压弯组合作用下更易发生破坏。当结构短边受火作用时,由于结构内力重分布能力不足,柱破坏会触发结构连续倒塌。而其他结构部位受火时,周边结构能够有效分担受火区域的荷载,从而抵抗连续倒塌的发生。     

玄武岩纤维筋混凝土梁非线性有限元分析

BFRP是一种性能优异的新型复合材料,为研究其在混凝土领域的应用,采用ANSYS软件分别对1个钢筋混凝土梁和3个玄武岩纤维筋混凝土梁进行非线性有限元分析,对它们的跨中挠度和裂缝发展情况进行对比.发现由于BFRP筋的高强度低弹性模量特性,致使玄武岩纤维筋混凝土梁的跨中挠度过大以及裂缝发展过快.而在考虑利用ANSYS强大的数值模拟功能,通过不断调整BFRP筋配筋量,最终达到用玄武岩纤维筋替代钢筋且不影响正常使用的目的.     

基于非线性纤维梁柱单元的钢管混凝土框架动力时程分析

目前,用于钢管混凝土框架结构动力时程分析的计算理论模型主要有:纤维模型和三维有限元模型,三维有限元模型计算量大,且数值计算收敛困难,在钢管混凝土结构动力时程分析中的应用受到一定限制.为了研究钢管混凝土框架结构在地震作用下的抗震性能,本文在构件层次上运用OpenSees计算平台中的非线性纤维梁-柱单元对钢管混凝土框架结构...     

基于纤维模型RC框架结构非线性全过程分析

纤维模型对梁、柱单元非线性全过程分析能有更加精确和完整的把握,是目前结构非线性分析模型的研究热点,而在极限承载力附近的计算发散问题,一直是困扰混凝土结构非线性全过程分析的关键问题.本文基于纤维模型提出了一种可以用于混凝土结构全过程分析的算法,编制了柔度法分析程序,直接从材料本构关系出发,对平面钢筋混凝土框架结构进行了全过程非线性静力分析.同试验结果的对比表明,程序具有较好的分析非线性问题的能力.     

三维多层框架隔震结构非线性时程分析

对某多层框架隔震结构采用三维有限元模型进行了非线性时程分析，分析了该结构在地震作用下的动力特性和地震反应性能。分析结果表明，多层框架隔震结构的地震反应低于相应抗震结构的地震反应，在隔震结构设计中采用有限元法能更全面地，准确地反映隔震结构的地震反应性能。     

基于拟力法的纤维梁有限元非线性分析方法

以拟力法中的弹塑性分解思路和纤维梁理论为基础,将梁单元的截面变形分解为弹性变形和塑性变形,并引入塑性自由度,在材料层面建立了基于拟力法的纤维梁有限元非线性分析方法。该方法可以保持结构整体刚度矩阵不变,其非线性状态通过局部塑性矩阵加以体现,在迭代计算时避免了结构整体刚度矩阵的实时更新与分解,且塑性矩阵相比于结构整体刚度矩阵规模小,提高了计算效率。通过数值算例,将文中方法与采用有限元软件ABAQUS的分析结果进行对比,两者吻合较好,证明了该方法的有效性。     

多层纤维编织网增强混凝土梁的挠度计算

基于混凝土结构的抗弯设计理论,忽略非受力纤维的影响,采用由纤维编织网增强混凝土(TRC) 薄板单轴拉伸试验确定的纤维束的拉伸应力应变关系,对环氧树脂浸渍过的纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论进行了研究.结果表明:细粒混凝土抗压应力应变上升段采用GB 50010-2002<混凝土结构设计规范>建议的模型即可获得理想的计算结果;不同的布设层数对构件开裂前的刚度影响不明显,开裂后刚度随着布设层数的增多而变大;适当改变细粒混凝土的抗压强度和极限荷载压应变对计算结果影响不大.无论布设几层网,开裂前,计算值和试验值几乎一致.开裂后,对于二层网和三层网增强的小梁,其计算值和试验值的变化趋势基本一致,说明该计算模型可用于环氧树脂浸渍过的纤维编织网增强细粒混凝土构件的设计计算.     

基于ABAQUS的型钢混凝土梁三维非线性分析

基于ABAQUS混凝土损伤塑性模型,讨论了型钢混凝土梁三维非线性分析的建模方法及模型参数取值,针对一箱形型钢混凝土梁试验模型进行有限元模拟,并与试验结果进行对比分析.计算结果与试验结果基本相符,从而说明本文选用的基于ABAQUS的模型及参数可对型钢混凝土梁的静力学性能进行较为准确的模拟.     

钢筋混凝土框架结构非线性分析纤维模型研究

纤维模型使梁、柱单元非线性全过程分析能有更加精确和完整地把握,是目前结构非线性分析模型的研究热点。文中首先简单地介绍了纤维模型,然后详细叙述了目前提出的纤维模型的在各种结构分析问题中的应用以及模型本身的研究进展,最后对目前纤维模型存在的问题进行了探讨,提出了今后的研究方向。     

RC框架梁板柱空间协同抗倒塌机制非线性仿真分析

现浇楼板对RC框架结构的承载性能有影响,准确分析考虑楼板贡献的RC框架结构抗倒塌性能与机制很有必要。采用基于三维实体退化虚拟层合单元理论的非线性有限元分析程序VFEAP,先分别对水平荷载作用下2层RC框架抗侧试验模型和竖向荷载作用下2层RC框架底层中柱失效抗倒塌试验模型进行梁板柱空间协同非线性分析,仿真模拟结果与试验结果吻合良好,表明分析程序具有很好的适用性;据此,再对10层九宫格平面RC框架结构进行底层内柱失效情况下竖向连续性倒塌全过程仿真分析与研究,根据分析结果得出,失效柱贯通十字梁格区域,几乎全部楼板始终处于偏心受拉状态,明显呈现板膜偏拉受力机制;与失效柱相连的贯通梁因楼板参与受力未出现压拱和悬链线机制,始终以梁抗弯机制为主,局部区域处于偏心受拉状态,可为完善梁板柱协同抗倒塌机制研究提供参考。     

三面受火钢筋混凝土梁温度场非线性分析

根据三面受火钢筋混凝土梁离散体积单元的能量守恒原理，建立了有限差分平衡方程，在合理确定混凝土热工参数基础上，采用增大混凝土质量热容的方法，考虑混凝土中自由水与结合水的物理化学反应对混凝土温度场的影响。通过编制三面受火钢筋混凝土梁截面温度场非线性有限差分程序，并结合火灾情况下钢筋混凝土梁温度场的试验结果，合理地确定了混凝土质量热容放大系数和混凝土表面换热系数的计算式。结果表明：三面受火钢筋混凝土梁温度场的计算结果与试验结果符合较好，为进一步研究火灾情况下钢筋混凝土梁力学性能和耐火极限提供了条件。     

钢框架梁抗火分析有限元模型的建立

介绍了应用有限元法进行钢框架梁抗大设计研究时有限元模型的建立，简述了所研究问题的必要性，总结出将工字钢上下翼缘及中间腹板的实际温度加到模型中去的技巧。     

动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析

利用大型通用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟，其中，混凝土采用ANSYS软件中特有的SOLID65单元类型和专门的材料模型CONCRETE，钢筋采用LINK8杆单元和随动硬化双线性弹塑性(Kinematic Hardening Bilinear Plasticity)模型来实现，并与Suidan和Schnobrich[1]的方法进行比较，计算结果与Suidan和Schnobrich预示的响应十分吻合。     

碳纤维布加固混凝土框架非线性分析

碳纤维布加固的混凝土框架结构受到较大荷载作用时,尤其在地震荷载作用下,其非线性性能对结构影响很大。然而,通过结构试验的方法,研究CFS加固混凝土框架在各种变化参数、各种荷载作用下的结构性能是十分不现实的。本文根据碳纤维布加固混凝土框架的受力特性,考虑材料非线性、几何非线性等因素的影响,利用数值积分方法,编制了碳纤维布加固混凝土框架结构非线性分析程序,并对两榀CFS加固的混凝土框架受力性能进行了数值模拟。数值计算结果与试验结果吻合较好,表明本文提出的分析程序具有一定的实用性,能够对CFS加固的混凝土框架结构进行类似的非线性模拟分析。     

深受弯梁拉压杆模型的非线性有限元分析

利用较为成熟的非线性有限元程序VecTor2对基于ACI 318-05规定建立的拉压杆模型进行了分析,研究了两者破坏模式的区别,考察了腹筋对承载能力的影响,指出了模型需要进一步完善的地方。     

预应力混凝土框架梁开洞模型分析

以中云客站旅客站房梁开洞问题为背景,比较了梁单元模型与实体单元模型优缺点,分析得出梁单元加实体单元组合模型比较合理,对梁单元与实体单元的连接处理采用了刚性连接方法,并通过模型验证此方法的合理性,最后进行了在预应力作用下梁的受力分析并得出结论.     

钢筋混凝土框架抗火性能的有限元分析

基于简化的固体可燃物燃烧模型,利用FLUENT对单室房间进行了火灾模拟,得到了烟气温度场分布情况。在此基础上,分析对比了钢筋混凝土框架在三种不同高度的跨层发生火灾下的温度场分布及变形规律。结果表明:在相同火灾荷载的情况下,火灾发生在高度越低的跨,整个框架结构破坏坍塌的越快;底跨层受火时,柱的侧向位移最小,高跨层受火时,柱的侧向位移最大;混凝土板是最早遭到破坏的,但混凝土柱的破坏才会导致整个框架的失稳坍塌。     

预应力钢骨混凝土梁非线性分析

为进一步研究预应力钢骨混凝土梁的工作性能,运用有限条带法,考虑材料非线性,编制计算程序,对其在单调荷载作用下的整个受力过程进行分析。计算得到预应力与普通钢骨混凝土梁在开裂阶段、屈服阶段、极限阶段的荷载、位移值,及混凝土强度、含钢率、有效预应力、非预应力筋配筋率对预应力钢骨混凝土梁荷载—变形关系的影响曲线。结果表明,对钢骨混凝土梁施加预应力,能显著提高构件的开裂承载力和极限承载力,但其延性有所降低;混凝土强度等级越高,梁的开裂承载力和极限承载力越大;含钢率越大,截面刚度越大,构件承载力提高越明显;开裂前阶段,非预应力筋配筋率对构件承载力的影响较小,开裂后,非预应力筋配筋率越大,梁的极限承载力越大。