均布荷载作用下圆弧夹芯板挠度分析

作为工业厂房屋面板的圆弧夹芯板在使用过程中经常受风荷载、均布活荷载、雪荷载以及恒荷载的作用。在正常使用极限状态下应保证其挠度不宜过大,而在上述荷载作用下,可将其等效为径向均布荷载以及竖向均布荷载。考虑核心剪切变形的一般壳模型及经简化后得到的扁壳模型,得到此两种荷载作用下圆弧夹芯板的跨中挠度表达式,并将两种荷载作用下的跨中挠度表达式进行统一。挠度计算式的计算结果与采用ANSYS有限元分析软件中的SHELL 91单元模拟的结果相比较,两者吻合较好。对挠度表达式的参数进行分析,发现与平面夹芯板不同,提高芯材厚度并不能有效提高圆弧夹芯板的受力性能,而改变面板的厚度对圆弧夹芯板的受力性能影响较大。通过对比分析发现,圆弧夹芯板比平面夹芯板具有更高的承载力。     

纤维水泥压力复合外挂墙板受弯性能试验研究

以龙骨间距、连接方式、室内或室外侧堆载、窗洞口为主要研究参数,FCP对9个纤维水泥压力(Fiber Cement Pressure)复合外挂墙板进行抗弯试验研究,得到了试件的荷载-挠度曲线,开裂荷载、极限承载力及挠度值。试验结果表明:FCP复合外挂墙板龙骨间距、连接方式对试件开裂荷载与极限承载力影响显著;试件在室内、外两侧堆载得到的开裂荷载、极限承载力不相同;带门窗洞口的试件挠度最大的位置不在跨中;在正常使用荷载下,试件极限承载力及挠度可以满足使用要求。     

新型预制型钢-混凝土叠合楼板力学性能数值研究

针对传统预制带肋叠合楼板质量大、浇筑肋条工序复杂等缺陷,结合当前工业化生产的趋势,研制出一种新型预制型钢-混凝土叠合楼板。利用有限元软件ABAQUS对比分析传统带肋楼板和型钢-混凝土叠合楼板在施工阶段的跨中挠度,探究工字钢肋高以及翼缘宽度在施工阶段对楼板跨中挠度的影响。对比了两种预制楼板的荷载-跨中挠度曲线、极限承载力和延性,并分析了不同工字钢尺寸对新型叠合楼板力学性能的影响。结果表明:当翼缘宽度大于30 mm时,新型楼板在施工荷载下的挠度小于传统楼板;同时,新型叠合板的跨中挠度随肋高和翼缘宽度的增大而逐渐减小。相比于传统叠合板,新型叠合楼板在底部纵筋屈服后其刚度退化更为缓慢,且具有更高的极限承载力及延性。对于新型叠合板,增大肋高和翼缘宽度可有效提升其极限承载力和延性。     

风荷载下轻钢厂房新型墙面系统的试验研究

提出一种适用于轻型钢结构厂房的新型无檩墙面系统。分别对此系统在无外部墙面板时风吸力作用下以及在有外部墙面板时风压力作用下进行试验研究。描述了试验概况和试验过程,得到荷载-挠度曲线、荷载-应力曲线以及承载能力极限状态和正常使用极限状态下的极限承载力。与传统墙面系统相比,此新型无檩墙板系统不仅可以达到承载力要求,而且在保温构造方面施工方便。     

内置碳纤维工字形复材的方钢管混凝土偏压中长柱力学性能研究

采用ABAQUS软件,在合理选用材料本构模型的基础上,对18个偏压中长柱进行全过程分析,考察长细比、偏心率、钢材屈服强度等因素对构件极限承载力及荷载-跨中挠度曲线的影响。分析结果表明:构件荷载-跨中挠度曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段、下降段和平缓段4个阶段。长细比、偏心率和含钢率对构件力学性能影响较大,随着长细比和偏心率的增加,构件的极限承载力迅速下降;增加含钢率可以提高构件的极限承载力;增加混凝土强度可以提高构件的极限承载力,但延性有所降低;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力提高,但荷载-跨中挠度曲线的弹性阶段几乎不变。     

柔性连接下全轻骨料混凝土预制墙板的受弯性能试验研究

设计了一种内嵌式墙板柔性连接方式,对在这种柔性连接下的6块全轻页岩陶粒预制墙板进行了抗弯承载力试验研究,主要研究参数为框架梁与预制墙板连接节点的位置、个数和墙板开窗洞情况。对墙板的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线和极限承载力进行了系统分析。结果表明:设计的柔性连接满足墙板承载力要求;墙板连接节点的位置和个数对墙板开裂荷载、挠度、极限抗弯承载力和破坏状态影响显著;开窗洞墙板由于配筋加密,刚度增强,削弱了开洞对墙板承载的不利影响。各墙板在正常使用极限荷载下均未破坏,挠度满足规范要求。     

格构腹板增强泡桐木夹芯复材板的弯曲性能试验

采用真空导入工艺,制备了格构腹板增强泡桐木夹芯复材板。对不同格构腹板厚度和不同腹板间距的试件进行四点弯曲试验,研究其破坏模式、跨中应变和跨中挠度情况。试验结果表明:增加腹板厚度能有效提高夹芯板的极限承载力,提高幅度随腹板厚度的增加而减小;减小格构腹板间距也能提高夹芯板的极限承载力,提高幅度随格构腹板间距的减小而减小。采用铁木辛柯梁理论,考虑弯曲和剪切变形的共同影响,推导出板材跨中挠度计算式;采用经典夹芯梁理论预估了试件的受弯极限承载力,挠度和承载力的理论值与实测值均吻合较好。     

双向偏心十字形钢骨混凝土柱有限元分析

本文利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对十字形钢骨混凝土异形柱进行了双向偏心受压模拟试验,通过改变荷载偏心距的大小,来进一步研究十字形钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的受力性能。通过有限元软件分析了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-挠度曲线以及钢骨和混凝土拉压区的荷载-应变曲线。结果显示,随着偏心距的增大,试件的极限承载力有较大幅度的降低。试件达到极限承载力之后的纵向变形逐渐增加,跨中挠度明显增加。     

腹板穿孔与不穿孔压型钢板抗压承载力试验对比研究

HG-256压型钢板是一种新型板材,对该类新型板材腹板穿孔与腹板不穿孔两类试件进行抗压承载力试验,以确定两类板材达到承载能力极限状态和正常使用极限状态时的破坏形态及所能承受的极限荷载。根据荷载挠度和荷载应力试验数据以及板件局部屈曲和板件塌落试验现象得出:腹板穿孔后,由于板件刚度的降低,板件正常使用极限状态承载力为腹板不穿孔板件的67.5%,板件承载能力极限状态承载力为腹板不穿孔板件的84.0%。     

预应力混凝土空心叠合板试验

针对现有的一般预应力空心叠合板楼盖板较厚、自重较大等缺点,提出了一种新型的预应力混凝土空心叠合板。通过对3块简支板、3块简支叠合板和1块两跨连续叠合板进行静力荷载试验,分析了这种叠合板在静力荷载作用下的裂缝、承载力、挠度等特点,研究了其开裂荷载和极限承载力较高的原因。结果表明:这种预应力空心叠合板具有良好的抗裂性能和较高的极限承载能力;其开裂弯矩、极限承载力、挠度可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)进行计算,为这种叠合板的设计和工程应用提供了依据。     

单向偏心压弯外包型钢混凝土柱的有限元分析

采用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对外包型钢混凝土柱进行单向偏心受压模拟试验,通过4种不同偏心距的试件,分析外包型钢混凝土柱在单向偏心荷载作用下的破坏形态、荷载跨中挠度曲线、混凝土与缀条板的受压区荷载-应变曲线。分析表明,随着偏心距的增大,试件的极限承载力大幅度降低,试件达到极限承载力时跨中挠度明显增大。由于有外包钢的存在,故混凝土柱的变形能力和延性明显增强。     

节能复合墙板的极限承载力

对4块节能复合墙板进行了横向荷载作用下的试验研究,并对墙板破坏过程及模态、抗弯极限承载力、荷载-挠度曲线以及混凝土荷载-应变曲线等试验结果进行了系统分析,结果表明:墙板尺寸、配筋率、洞口尺寸均对墙板的抗弯刚度、极限承载力及破坏模态具有影响;配筋率与复合墙板的破坏形态密切相关,但对墙板开裂荷载基本没有影响;随着板的整体尺寸与洞口尺寸增加,复合墙板的开裂荷载和抗弯极限承载力均有所降低.所得结果可供钢结构住宅研究与设计人员参考.     

预应力混凝土叠合板受弯性能的试验研究

通过进行预应力混凝土叠合板受弯性能试验,研究了叠合板抗裂性及裂缝发展规律、挠度、承载力等结构性能。试验结果表明:在标准荷载作用下试件均未开裂,在正常使用状态下的挠度能够满足规范要求。因此,其开裂弯矩、极限承载力、挠度可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行计算。     

长期荷载作用下内配工字型钢方钢管混凝土偏压柱力学性能分析

利用ABAQUS软件建立了考虑长期荷载作用下的内配工字型钢方钢管混凝土偏压柱的数值分析模型。通过与已有试验数据对比,验证了数值模型的合理性。在此基础上,对该类新型组合柱的荷载-挠度曲线、材料应力发展和分布、材料接触应力等进行全过程分析,同时与不考虑长期荷载作用的结果进行对比,并对长期荷载作用下组合柱承载力的影响因素进行参数分析。结果表明:长期荷载作用下组合柱产生了内力重分布,加速了混凝土受拉区和钢材的塑性发展,降低了钢管和型钢对混凝土的约束作用;考虑长期荷载作用的组合柱极限承载力较一次加载的情况有所减小,对应的跨中挠度增大;在计算参数范围内,长期荷载使内配型钢方钢管混凝土偏压柱承载力降低幅度在15%以内。     

外包钢-混凝土组合梁的试验研究和理论分析

外包钢-混凝土组合梁是一种新型的组合梁,为了研究其受力性能和破坏模式,进行了三根足尺简支梁的试验研究。通过对构件荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线及应变沿截面高度变化的分析,认为外包钢混凝土组合梁具有较优越的工作性能,其力学性能介于钢梁和普通钢筋混凝土梁之间。采用组合梁弹塑性理论,用积分的方法计算梁的屈服荷载和极限荷载,与试验结果比较吻合。提出了该种组合梁的一些构造措施。     

复合材料梯形波纹夹芯板的挠度分析

考虑剪切变形的影响,研究了复合材料波纹夹芯板均布荷载下的挠度。将复合材料波纹夹芯板等效为等刚度等尺寸的均质板,应用初等梁理论计算了考虑剪切变形的波纹夹层板的挠度。作为一个算例,应用所建立的模型计算了波纹夹芯板悬臂梁结构在均布荷载下的挠度,与有限元模拟得到的结果进行比较,验证本文模型的可行性,并讨论了剪切变形对挠度的影响。     

聚丙烯纤维再生混凝土柱受压性能的模拟分析

对聚丙烯纤维再生混凝土柱进行了研究,从柱的受压性能方面进行了论述,并采用ABAQUS有限元模拟的方法,对极限承载力和荷载—挠度曲线进行了分析,得到了柱的承载力变化和荷载—挠度关系。     

Q460高强钢焊接H形柱轴心受压力学性能数值分析

为了考察国产Q460高强钢焊接H形柱的轴心受压力学性能,对6个已有焊接H形柱的轴心受压试验进行了数值分析。数值分析采用作者编制的数值积分法电算程序和通用有限元软件ANSYS。以考虑了实测初始挠度、初始偏心及简化残余应力分布的数值模型,计算Q460高强钢焊接H形柱轴心受压的极限承载力与荷载-挠度曲线。发现数值积分法与有限单元法所计算试件的荷载-挠度曲线基本重合。为了验证数值模型的准确性,将数值分析结果与已有试验结果进行对比;并通过对比简化残余应力分布模型与实测残余应力分布对试件极限承载力、荷载-挠度曲线的影响,检验简化残余应力分布模型的准确性。结果表明:考虑了初始几何缺陷及简化残余应力模型的数值积分法与有限单元法均可较为准确地预测Q460钢焊接H形柱的受压力学行为。采用简化残余应力模型预测Q460钢焊接H形柱极限承载力较实测残余应力分布偏保守。     

径向基网络在预应力钢箱混凝土梁承载能力研究中的应用

桥梁健康监测和损伤识别是未来桥梁发展方向之一。快速、准确的模拟桥梁的荷载-挠度和对某类桥型的荷载进行识别是其中的关键技术之一。文章结合西南交通大学土木工程试验中心所作的预应力钢箱混凝土梁试验结果,利用径向基(RBF)网络良好的逼近、分类和快速学习能力,对钢箱混凝土梁的荷载-挠度模拟、荷载识别和极限承载力预测做了一些探索。     

新型预制拼装组合结构盖梁抗剪机理

提出了一类新型预制拼装组合结构盖梁。为研究其受力机理,建立了非线性有限元模型,讨论了预制拼装组合结构盖梁破坏过程,分析了钢材强度、本构模型、腹板和顶板厚度对承载力的影响,通过理论计算对数值模拟进行了验证。研究结果表明：新型预制拼装组合盖梁先后出现混凝土开裂、腹板、顶板及加劲肋屈服、强化后达到极限承载力,表现为剪切破坏状态;试件加载中荷载-挠度曲线表现出明显的线性、塑性和加强阶段,结构屈服后有较好的延性,承载力保持逐步增长;试件腹板和混凝土承担70%～75%的极限承载力,腹板厚度和强度的增加可有效提高试件屈服荷载、极限承载力;试件屈服后,盖梁顶板和钢材强化提供部分承载力,不可忽略顶板及加劲肋、钢材强化对承载力的影响。