浅谈钢筋混凝土结构在地震力作用下的倒塌破坏

概述钢筋混凝土结构在地震力作用下的倒塌破坏研究理论体系,着重介绍结构分析模型、单元构件模型、构件的恢复力模型、粘结滑移问题、P-△效应、结构倒塌的判断准则,为钢筋混凝土结构倒塌破坏研究提供理论依据.     

垂直荷载作用下砌体结构受力机理分析

本文根据砖砌体、混凝土及钢筋各自本构关系，采用八结点等参元对带圈梁构造柱的砌体墙进行了非线性有限元全过程分析。对端体在正常使用情况下各种工况的开裂过程及内力分布进行了分析。     

砌体结构倒塌反应的计算机仿真及存在的问题

本文综合分析了砌体结构倒塌反应的计算机仿真中的几种数值方法的优缺点，指出了该研究中目 解决问题的方向。     

砌体结构房屋裂缝及防治措施

“裂缝”作为一种表观现象,在已建成或交付使用的房屋中,一旦出现,就成了人们心中永远抹不去的伤痛,不仅影响房屋的美观,形成房屋的渗漏、钢筋的锈蚀,甚至导致房屋的倒塌,危及人的生命及财产安全。由于我国建筑设计或施工规范对于砌体是否允许出现裂缝始终没有过明确规定,加之施工管理不善等因素,致使砌体结构裂缝近几年来层出不穷,因此砌体结构裂缝问题应当引起我们的高度重视。     

砌体结构地震倒塌过程的仿真程序开发

为完善砌体结构的抗震设计方法,需要在有限的试验数据的基础上,借助可维护的仿真分析程序,研究其地震倒塌过程的机理.基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM),编制了模拟砌体结构地震倒塌过程的计算模块.按照面向对象的思想,对计算过程所需的大量数据进行了分割、抽象和封装,使数据结构和被模拟的真实结构之间保持了良好的逻辑对应.通过消息传递的方式.实现了求解过程的并行化.在保持数据结构一致的基础上,使用图形标准OpenGL(Open Graphic Library)编制了三维动态图形模块.通过以上工作开发了完整、可维护的程序,并对砌体结构模型的振动台倒塌试验进行了仿真分析.结果说明该程序能够完成强地震作用下砌体结构空间倒塌反应的定量分析,可用于探讨结构倒塌机理.     

地震作用下多层砌体结构房屋的破坏特点及震害启示

据文献记载,全国城镇民用建筑中以砖砌体作为墙体材料的占90%以上;据有关部门近两年对四川省的16个城镇各类公建房屋统计显示,多层砖房(含底框砖房)所占(面积)比例达89%;特别是县城的这类房屋,预计所占比例在90%以上。所以,砖房是我国农村房屋建筑的主体。同时砖房在历次地震中的震害又是严重的,主要是砌体结构设计和施工存在几个方面问题。     

砌体结构房屋产生裂缝的处理措施

不同的房屋裂缝有其产生的不同原因,相应的有其不同的处理措施。本文针对各类裂缝产生的原因,提出了各种处理措施     

浅谈砌体结构房屋抗震措施

2008年5月12日,汶川大地震造成了重大人员伤亡和经济损失,在地震中对各类房屋建筑震害的调查发现,在高烈度区,理论上抗震性能较好的钢筋砼结构倒塌了,而抗震性能相对较差的砌体结构却裂而不倒,笔者就砌体结构房屋抗震措施谈谈看法。     

某框支砌体结构火灾倒塌事故的模拟与分析

火灾下建筑结构的倒塌是整体结构系统的力学行为。由于整体结构火灾试验难度较大, 数值模拟是研究整体结构火灾行为的重要手段。该文采用考虑高温作用的纤维梁和分层壳模型以及生死单元技术, 对一实际框支砌体结构的火灾倒塌事故进行了分析, 模拟了整体结构在火灾作用下的倒塌过程, 指出了引起结构火灾倒塌的关键原因, 并根据数值分析结果对火灾下抗连续倒塌设计提出了改进建议。     

砌体结构墙体开裂的原因及防治措施

目前,在一般民用建筑中,砖混结构房屋因其造价相对较低,且具有较好的隔热、隔音性能,仍被广泛采用,但由于某些原因引起墙体裂缝的出现,影响了房屋正常使用及房屋的装饰美观。根据本人近几年的工作实际证明,在工程裂缝中有很大一部分是可以通过设计、施工措施来克服的。本文对引发裂缝的原因进行归纳,并提出相应的预防措施。     

砌体墙的破坏准则及剪压复合作用下抗剪承载力

砌体墙在竖向压力和平面内水平剪力复合作用下的破坏准则是确定砌体抗剪承载力的重要依据。通过对比分析, 推导出基于最大主应力理论、剪摩理论、Mohr 理论和变形能理论的适合于砌体在剪压复合作用下的破坏准则。考虑到微元体与宏观墙模型的差别, 建立了相应于各种破坏准则的砌体抗剪承载力计算公式。并将公式的计算结果与收集的111 片普通粘土砖砌体墙片的试验结果进行了对比分析, 得到了常用多层砌体房屋墙的抗剪承载力计算公式。     

边柱失效后预应力拼接连接装配式结构抗连续倒塌机理研究

为了研究边柱失效工况下预应力拼接连接装配式结构的抗连续倒塌机理,在实验室开展了4个1/2缩尺预制梁-柱子结构模型试验.试验采用静载方式研究了3种预制装配式连接类型的抗连续倒塌性能.试验结果表明:采用不同连接类型的预制装配式子结构表现出不同的破坏模式;预应力拼接连接是一种有效抵抗连续倒塌的连接方式;采用混合连接结构抗力总...     

砌体结构双轴拉压应力强度试验研究

为弥补砌体结构双轴拉压应力强度理论研究的不足,以多孔砖砌体为研究对象,基于材料主应力与平面应力的对应关系,考虑不同灰缝角度及拉压主应力比的影响,重点开展了砌体双轴拉压应力宏观单元试件的强度试验。从中揭示了砌体双轴拉压应力状态下的破坏特征与规律,分析得出双轴拉压应力强度破坏曲线及对应平面应力状态的强度破坏准则函数表达式。试验结果验证了砌体结构材料各向异性的力学特性,试验方法为砌体结构抗拉强度的测试提供借鉴,试验数据为丰富砌体结构强度理论提供参考,研究成果为建立完善的砌体结构破坏准则提供依据。     

SRC-RC竖向混合结构转换柱破坏机理与抗剪承载力计算

通过16个试件的低周反复荷载试验,对SRC-RC竖向混合结构转换柱的受力性能进行了研究。转换柱的破坏形式可分为剪切破坏、弯曲破坏和粘结破坏。对转换柱特殊的破坏过程和破坏形态进行了描述和分析,并结合箍筋应变在整个加载过程中的发展变化状况,揭示了其破坏机理。根据转换柱特有的构造形式提出了等效剪跨比的概念,用于反映型钢局部存在对转换柱抗剪承载力的影响,给出了计算剪跨比与等效剪跨比的换算公式。给出了便于工程应用的抗剪承载力计算公式,计算结果与试验结果符合较好。     

灌芯混凝土砌块砌体破坏准则研究

该文在Tsai-Wu 张量多项式和试验的基础上,构造出灌芯混凝土砌块砌体平面受力状态下三应力参数的破坏准则;并引入材料力学的应力转换公式,将破坏准则转换为以主应力和主应力与材料主轴夹角为参数的公式。同时,结合国内灌芯混凝土砌块砌体的试验结果,利用最小二乘法确定相关参数,最终形成可适用于工程实际应用的三次多项式破坏公式,并绘制出相应的三维和二维破坏曲面。计算结果表明,计算曲线与试验结果吻合较好,可用于中高层配筋砌块砌体剪力墙结构的设计和数值分析。     

纤维布加固砖砌体墙平面内受力性能有限元模型

考虑一顺一丁的砌筑形式,针对纤维布加固前后砖砌体墙的特点,利用ABAQUS提供的零厚度粘结单元,建立纤维布加固砖砌体墙有限元分离模型,通过前期拟静力试验数据和相关规范公式计算结果,验证所建模型在单调荷载和往复荷载作用下的适用性。结果表明,有限元模型能有效模拟纤维布加固砖砌体墙的抗震性能,分析纤维布的加固效果,计算纤维布加固前后砖砌体墙在单调荷载作用下的受剪承载力。     

反复荷载下型钢混凝土异形柱空间角节点的破坏机理及损伤分析

为了研究反复荷载作用下型钢混凝土(SRC)异形柱空间角节点的破坏机理及其损伤演变过程,设计9个试件进行低周反复荷载试验,考虑了柱截面配钢形式、轴压比、加载角度和梁的形式4个变化参数。观察其裂缝发展形态,揭示其破坏机理,获取了荷载-应变滞回曲线、节点核心区剪切变形和梁截面平均曲率。基于能量守恒定律,分析了反复荷载下试件的损伤规律,并分析了各变化参数对其累积损伤的影响。研究结果表明：反复荷载作用下SRC异形柱空间角节点发生的是弯曲、剪切斜压破坏为主、扭转伴随粘结破坏为辅的破坏形态。破坏时节点核心区钢材大部分已屈服,并且型钢应变、核心区剪切角、梁截面平均曲率均随柱肢角度的增加而减小。破坏时试件的累积损伤指标介于0.69~0.84,槽钢桁架试件各级位移下的累积损伤最大;45°加载实腹配钢试件较30°加载实腹配钢试件损伤更加严重;与45°加载试件相比,0°加载试件各级位移下累积损伤程度最高增加30%;轴压比对试件的损伤影响不大;与带钢梁试件相比,带型钢混凝土梁试件累积损伤有较大程度的缓解。     

失效模式约束下层级褶皱结构的多目标优化

基于欧拉梁和弹性薄板理论,该文分析了二级层级褶皱结构的板模型在剪切或压缩载荷下对应的六种失效模式及对应的名义应力。通过比较名义应力值,控制发生的失效模式类型,并结合多目标优化算法,同时进行最小重量和最小挠度的性能优化。该文建立了两种优化模型：一是控制首次发生的失效模式类型;二是根据损失大小将失效模式分级,并按照等级序列发生。在此基础上,讨论了两种优化模型的Pareto前沿图中典型设计点的性能指标,最后采用有限元分析验证失效模式类型。结果表明：两种优化模型得到的结构设计,分别与控制发生的类型一致,综合性能得到极大提升;第二种模型考虑了应力值的差异,防止结构突然发生整体失效,更加安全。     

热-力联合作用下金属薄板的变形机理研究

本文研究了恒力和激光加热作用下金属薄板的变形规律,用以解释充内压薄柱壳结构在激光辐照下的变形和破坏机理。以4340钢材料为研究对象,其本构方程选用热粘塑性本构模型(Johnson-Cook模型)根据计算结果,选取某一应变率为临界值(本文中临界应变率取为1s-1)考察了激光功率密度、外载荷、激光作用时间等对一维杆变形规律的影响。