基于ABAQUS纤维梁单元的钢筋混凝土柱受力破坏全过程数值模拟

合理、准确地模拟钢筋混凝土梁柱构件的非线性及断裂破坏行为,对于进行钢筋混凝土框架结构在强震作用下的倒塌破坏机制研究具有重要的意义。基于有限元软件ABAQUS的显式求解模块Explicit,研究了钢筋混凝土梁柱构件纤维梁单元的构型及其单元消除技术,构建了包含材料破坏准则的钢筋、混凝土单轴本构关系,并利用用户材料接口VUMAT编制了相应的计算子程序。为验证上述方法的合理性和正确性,本文对轴压与侧向往复加载下钢筋混凝土柱构件的受力破坏全过程进行了数值模拟。计算结果表明:采用单元消除(杀死)可以简单、有效地实现有限单元法对于梁柱构件断裂破坏过程的模拟;基于纤维梁单元构建的材料单轴本构关系和破坏准则能够准确、细致地描述钢筋混凝土柱在荷载作用下的非线性性能发展、构件截面的渐进破坏过程以及残余构件的运动状态;对于非线性性态发展较为强烈的结构构件,考虑材料失效的模拟分析结果更为合理、可信。该方法可用于钢筋混凝土框架结构在强震下倒塌全过程的模拟分析。     

锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能有限元分析

在考虑锈蚀引起的钢筋横截面损失和粘结强度下降的前提下,建立锈蚀钢筋混凝土梁的有限元分析模型。钢筋单元采用三维杆单元,混凝土单元采用8节点实体单元,钢筋与混凝土之间的粘结单元采用非线性弹簧单元。利用大型有限元ANSYS分析软件,对锈蚀梁的受力性能进行模拟分析,模拟结果与试验方法结果吻合,说明采用非线性有限元方法分析锈蚀梁受力性能正确有效。     

基于结构精细化模拟分析平台的弯剪纤维单元模型

为模拟钢筋混凝土柱在轴力、剪力和弯矩耦合作用下的非线性滞回特性,利用显式中心差分法,建立一种基于显式算法的弯剪纤维单元模型,并引入到结构精细化模拟分析（RSAPS）平台中。该模型基于Timoshenko梁理论,材料模型选用基于修正斜压场理论（MCFT）的二维钢筋混凝土本构模型。应用RSAPS平台分别模拟往复荷载作用下发生弯曲、弯剪和剪切破坏的钢筋混凝土柱的滞回性能,并将分析结果与试验和未考虑剪切变形的纤维单元模型模拟结果进行对比。结果表明：对于发生弯曲破坏的构件,由于剪切变形较小,未考虑剪切变形的纤维单元和弯剪纤维单元均可以较好地模拟构件的滞回性能;而对于发生弯剪破坏和剪切破坏的构件,采用未考虑剪切变形的纤维单元模型,会高估构件的初始刚度和耗能能力,也会高估其受剪承载力;而所提出的弯剪纤维单元模型能较好地模拟构件的刚度和承载力退化,同时,也能较好地模拟滞回曲线中的捏缩现象,模拟结果与试验结果吻合较好。     

钢筋与混凝土黏结性能的数值模拟

对钢筋与混凝土间的黏结性能进行数值模拟,为系统研究钢筋与混凝土间的黏结性能提供可靠的数据支持,是黏结性能试验的有益补充.在介绍混凝土结构有限元理论的基础上,引入混凝土多参数强度准则和非线性本构关系,参照拉拔试验和梁式试验构件特征,采用有限元分析软件ANSYS对黏结性能进行了非线性分析,取得了混凝土应力分布、平均黏结应力-滑移关系曲线等结果,并与现有的黏结性能试验结果相对比,结果吻合较好.     

钢管混凝土框架-核心筒组合结构基于增量动力分析方法的抗震性能评估

钢管混凝土框架-核心筒组合结构增量动力分析中,对结构构件,特别是钢管混凝土构件非线性力学行为的准确模拟是保证分析结果正确的关键,基于壳单元、纤维梁单元,并结合组合构件的特点采用i Fiber LUT对钢管混凝土组合结构进行数值模拟;同试验结果对比分析表明该方法具有较高的准确性。通过典型算例分析表明,该方法可很好地应用于钢管混凝土框架-核心筒组合结构体系基于性能的抗震设计和评估中。     

混凝土装配式节点的精细化模拟与分析

采用纤维梁柱单元模拟梁柱接触面在水平力作用下裂缝张开的性能,采用梁端设"只压"段的方法来模拟,并分析了L_(cr)/h_b不同取值对分析结果的影响,建议取0.25~0.4。采用非线性桁架单元的分离式钢筋模型模拟不对称设置的普通耗能钢筋的力学性能,并通过调整参数取值模拟钢筋对节点的实际刚度和强度的影响。考虑梁柱节点核心区剪切变形对节点变形的影响,推导剪切刚度和节点弯矩间的关系。模拟三榀不对称混合连接边节点试验,并将模拟结果与试验实测结果进行对比验证。预测不对称混合连接中节点在反复荷载下的加载滞回曲线,显示不对称混合连接中节点的耗能能力较强。     

钢筋混凝土冻融损伤黏结滑移本构模型及其在构件中的应用

钢筋混凝土(RC)构件在冻融循环作用下易产生黏结性能的退化,以冻融损伤RC构件为对象,研究其纵筋的黏结滑移行为。通过分析冻融作用对混凝土与钢筋界面黏结行为的影响,将黏结性能的退化归因于混凝土强度退化和保护层约束效应退化,并以钢筋混凝土黏结滑移本构和冻融黏结滑移试验结果为基础,建立了适用于冻融损伤混凝土的黏结滑移本构模型。基于已有拉拔试验数据,对所提模型的精度和可靠性进行验证。结合所提模型及微元算法进一步得到冻融损伤纵筋滑移模型,采用非线性梁柱单元与零长度截面单元串联的组合方式,将该纵筋滑移模型应用于零长度截面中的钢筋纤维本构,建立了可考虑黏结滑移行为的冻融损伤RC纤维模型。根据6榀冻融损伤RC框架柱拟静力试验结果对该纤维模型的准确性进行验证,并采用仅考虑冻融损伤混凝土强度退化的纤维模型进行辅助验证。结果表明：相比已有黏结滑移本构,所提模型可更为准确地反映冻融损伤混凝土与钢筋界面的黏结滑移行为全过程;相比纤维模型,所提冻融损伤RC纤维模型的标准化滞回力误差和滞回耗能误差分别降低了8.7%和37.0%,且可更为准确地计算冻融损伤RC框架柱的滞回曲线及耗能能力。     

考虑粘结滑移RC结构非线性分析

基于纤维模型有限单元柔度法,考虑粘结滑移效应,对钢筋混凝土结构承受单调荷载作用下进行非线性分析。考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移,计算出构件截面的转角和曲率,迭代过程中,在截面层次用该曲率对原来的截面曲率进行修正,计算出荷载—位移曲线。通过对考虑粘结滑移和不考虑粘结滑移两种情况结果的对比,以及两种结果与试验结果的对比发现:计算结果可以较好地反映钢筋和混凝土之间的粘结破坏。     

基于ABAQUS的混凝土单轴材料模型开发与应用

为了在有限元软件ABAQUS中实现用纤维梁单元模拟钢筋混凝土构件,通过ABAQUS自身提供的隐式模块下的用户自定义子程序接口UMAT,在软件中开发了用于纤维梁单元的混凝土单轴本构滞回模型。利用所开发模型,通过静力分析模块对钢筋混凝土梁、板单调加载试验试件和柱、剪力墙低周反复加载试验试件进行非线性数值模拟分析;同时通过动力隐式分析模块对一组钢筋混凝土框架振动台试验试件进行了弹塑性时程分析,并与试验结果进行比较。结果表明,本文基于ABAQUS软件二次开发的混凝土单轴滞回模型具有较高的精度和较为广泛的适用性,能够较准确地模拟钢筋混凝土构件在弯矩及弯矩和轴力共同作用下的非线性行为,可以作为下一步研究的基础。     

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.     

住宅的多样性——日本集合住宅的借鉴

以西安目前住宅市场发展的现状及其存在的弊端为例 ,说明我国目前住宅需求的多样化和设计手法的单一化之间的矛盾 ,论述了与我国有着相似文化背景的日本在解决不同住宅需求时采用形式多样、功能各异的集合住宅的理念 .试图以此借鉴 ,使我国建筑设计界了解日本集合住宅的发展演变过程 ,吸取他们的经验 ,为我们在住宅多样化研究和设计时提供一种不同的思路和方法 .     

自动扶梯逆行故障成因与分析

对自动扶梯突然反转而导致逆行故障的类别和成因进行了分析,讨论了逆行速度及症状,分析了逆行概率及风险,并针对逆行提出了一些对策。     

南京郊区化水平评价

在界定郊区和郊区化概念的基础上，主要从工业和人口两方面对南京的郊区化水平做出评价．通过分析，以期能对南京郊区化的发展有一个整体的全新认识，从而有助于新时期南京市的城市规划和管理工作的顺利展开。     

浅析步行街的建筑工效学——上海市吴江路步行街建筑工效学调研

从建筑工效学的角度对上海市吴江路休闲步行街进行了调查研究，根据调查结果，分析了其在建筑工效学上的一些特点与不足之处并进行了探讨，以期对步行街的建筑工效学设计提供准确的参考。     

江南园林意蕴之现象学体验

从现象学的角度,以体验者的观察感知与舒尔茨的建筑现象学理论相互博弈,逐步展示江南园林的点点滴滴意蕴,规避对造园具体手法的详细认知,由体验出发,结合现象学理论,再辩证地回归园林体验,以实现对江南园林意蕴本质感知.     

变压器铁芯接地智能保护的实现原理

为了预防电力变压器运行过程中因铁芯多点接地导致接地电流超标而造成的铁芯发热故障,提出了一种新的变压器铁芯接地智能保护原理,并通过对变压器铁芯接地电流的实时监测,在检测到接地线电流超过国家标准后采取自动启动限流装置的措施,实现将接地电流限制在规程要求的范围之内,并对电气设备状态进行在线检修、评估、预警和风险分析,从而达到防患于未然的目的。     

关于运城市区排水的思考

通过了解运城市区的气候特征、地表水含量及排水现状,总结出市区排水工程存在的主要问题,并提出了市区排水工程规划思路,以期建设一个功能齐全、配套完善的市区排水系统,实现市区洪水、雨水、污水的安全有序排放。     

边坡加固中锚索框架的应用与锚索预应力损失

以锚索框架为研究对象,讨论了锚索框架支护技术在边坡治理中的重要作用,介绍了框架形式,阐述了锚索预应力损失的影响因素,包括锚索材料,岩体条件,张拉器具和工序,外界自然条件和人工作业因素等,以指导实践。     

西安建筑科技大学城市规划专业硕士研究生学位论文选题分析

本文通过对西安建筑科技大学建筑学院城市规划专业1999-2004年硕士研究生的95篇毕业论文的选题进行整理分析,找出其中的趋势、规律,分析热点问题并试图提出建议。     

预留高架桥箱梁拆除施工的实践

在上海中环线大柏树立交桥工程中需拆除预留两联高架桥。该文介绍了该工程采用人工破碎方法拆除的施工流程;施工中的主要技术混凝土凿除,预应力释放,箱梁支撑系统设计和箱梁变形控制。经工程实践,使拆除工程在不影响周边环境及该处交通的前提下安全顺利地得以实施,为市中心交通枢纽处拆除高架桥提供经验。