钢筋砼板极限分析的塑性铰线理论的改进

文章利用双剪屈服准则导出了钢筋砼薄板屈服时屈服条件,并利用此屈服条件创立了用机法计算薄板极限载荷的新的塑性铰线理论,它与用原有塑性铰理论所计算的结果比较,更符合实验结果。     

钢框架在高温（火灾）下塑性力学特征分析

由于在高温条件下钢材的屈服强度和弹性模量随温度升高均有所折减,使得钢结构建筑存在极大的安全隐患.为了研究钢框架结构在局部火灾下的塑性铰先后出铰顺序.首先通过理论计算,得出高温下钢构件的温度内力和温度弯矩,再根据力学理论分析塑性铰出铰顺序.最后利用有限元软件对高温环境中两层两跨平面钢框架整体结构进行模态分析,得到各节点应力变化情况和不同时刻塑性应变情况.结果 表明:理论计算得出塑性铰出铰先后顺序为,梁柱连接处、梁跨中节点处、柱脚.数值模拟出的塑性铰出铰顺序和位置与理论分析结果一致,可为相似工程提供参考.     

按无量纲屈服准则分析正交异性板的极限荷载

为得到正交异性板极限荷载分析的简单实用的计算方法，建立了正交异性板的无量纲屈服准则，得出了用量纲力矩表示的正交异性板曲率速率公式。利用转轴公式和沿塑铰线曲率速率应满足的条件得出正交异性板中沿任意方向塑性铰截面弯矩的普遍算式，得出用无量纲力矩计算内力功的计算方法，最后根据能量原理得出正交异性板极限荷载上限估计的一般计算方法。并通过实例对理论公式做了验算。     

提升矸石吊桶提梁的四个阶段承载能力

本文对吊桶提梁的四个阶段承载能力(弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、拉断阶段永载能力)进行了理论分析,并提出屈服极限铰和强度极限铰的新概念,对通常的塑性铰理论有所补充、改进和发展。文中列出各种吊桶提梁的试验结果,和理论计算相对照,得出满意的结果。文中还给出了各个阶段承载能力之间的关系。最后讨论了吊桶提梁的安全系数问题,并建议采用对材料屈服极限的安全系数ns=3。     

钢筋混凝土梁塑性铰长度变化规律及尺寸效应

为了研究钢筋混凝土梁塑性铰长度随荷载的变化规律及其尺寸效应,依据15根不同截面尺寸的钢筋混凝土梁单调和低周往复加载试验结果,分别采用4种方法探索了塑性铰长度从屈服点到极限位移点的变化规律,研究了截面尺寸对梁试件塑性铰长度的影响.结果表明:屈服荷载后,随荷载的增加塑性铰长度逐渐增加;塑性铰长度表现出明显的尺寸效应.截面高度由200 mm增加到1 000 mm时,单调试件的峰值荷载点和极限位移点的相对塑性铰长度分别降低了40%和44%,低周往复加载试件则分别降低了38%和40%.在此基础上,提出的考虑截面高度影响系数的塑性铰长度计算值与试验值吻合较好.     

对钢闸门面板计算中的弹塑性调整系数的确定

闸门钢面板的计算方法是以弹性薄板理论为基础,并且考虑了材料塑性的发展,因此在设计时将板的容许弯应力作适当的提高。这个容许弯应力的提高系数被称为弹塑性调整系数。本文根据安全度相等的原则,建立了用塑性铰线理论所确定的极限弯矩与按照弹性薄板理论所确定的最大弯矩之间的关系,从而得到上述的弹塑性调整系数。所得该系数的值与规范(SDJ13-78)中按实验与经验所确定的数值相近,从而初步地为该系数作了理论上的论证与探讨。     

钢筋混凝土柱塑性铰长度尺寸效应研究

为了研究钢筋混凝土柱塑性铰长度的尺寸效应,依据12根不同截面尺寸的钢筋混凝土柱单调和低周反复加载试验结果,分别采用纵筋屈服法、"纵筋应变-截面曲率"法、"百分表-截面曲率"法、等效塑性铰长度4种方法确定了试件的塑性铰长度,研究了截面尺寸对塑性铰长度的影响.结果表明:4种确定塑性铰长度的方法有一定的差别,等效塑性铰长度所得结果最小,"百分表-截面曲率"法所得结果最大;塑性铰长度随截面尺寸的增大相对减小,呈现出一定的尺寸效应,在此基础上,提出了塑性铰长度的截面尺寸影响系数.     

基于能量的钢筋混凝土框架节点塑性铰长度的计算方法

塑性铰长度是进行结构弹塑性分析时的重要参数,对于分析结果有着重要影响。目前,对塑性铰长度的计算方法主要为等效塑性铰计算方法,该方法主要从变形的角度来计算塑性铰长度,而结构的塑性铰长度应当与耗能有着密切关系,但是这种方法并未考虑耗能的影响。并且,塑性铰长度在整个加载过程中并非为一个常数,应当随着加载水平的变化而变化,而目前用于计算塑性铰长度的经验公式,仅给出了塑性铰的最终长度,并未给出其与结构的加载水平的关系,采用这样的塑性铰长度必定会造成分析精度的降低。因此,作者从能量的角度出发,建立了基于能量的钢筋混凝土梁柱节点塑性铰长度计算方法,并考虑了梁端的加载水平对梁端节点塑性铰长度的影响。通过与数值结果对比可以发现,采用该方法得到的塑性铰长度与梁端塑性发展范围吻合较好。最后,通过对18个一级框架节点的参数分析,建立起了塑性铰长度与梁端转角、配筋率和截面有效高度的关系。     

高强钢筋增强UHPC-NC组合桥墩塑性铰长度

为探讨高强钢筋增强UHPC-NC组合桥墩塑性变形能力,应用大型有限元程序ABAQUS,结合Mander本构模型、双折线本构模型、UHPC材料本构关系和混凝土损伤塑性模型,建立了高强钢筋增强UHPC-NC组合桥墩延性分析模型,通过与不同UHPC加固高度的钢筋混凝土桥墩和不同加载角度下UHPC箱型桥墩拟静力试验结果对比验证了模型的有效性。在此基础上,进一步提出塑性铰区域长度确定方法,探讨轴压比、纵筋直径、纵筋屈服强度以及试件高度等参数对组合桥墩塑性铰区域长度的影响规律,评估规范塑性铰长度建议公式的适用性,建立了UHPC-NC组合桥墩等效塑性铰长度计算公式。结果表明：组合桥墩塑性铰区域长度随轴压比增大单调递减,随试件高度的增大单调递增,随纵筋直径和屈服强度的增大表现出先增大后减小的变化趋势;当轴压比接近0.5时,UHPC的破坏与受拉区纵筋的屈服同步发生,当纵筋直径和屈服强度分别为16 mm、500 MPa时,墩底塑性铰区域耗能能力达到最优。与数值分析结果的对比进一步表明：规范建议的计算公式在一定程度上将低估组合桥墩的塑性变形能力,建立的等效塑性铰回归公式可为高强钢筋增强UHPC-NC组合桥墩...     

考虑轴力的型钢刚架极限荷载计算

刚架极限荷载的计算常不计入轴力影响,这在轴力较大的情况下计算结果将不甚可靠．故当轴力Ｎ较大时,计算极限荷载不应略去轴力影响．但因考虑轴力影响时计算复杂得多．因此,提出了一种实用计算方法,按复杂应力状态及Ｍｉｓｅｓ屈服条件判定塑性铰的出现,从而确定型钢刚架极限荷载值．     

粘钢加固混凝土梁底部粘结钢板的受力机理研究

在对六根不同补强钢板厚度、不同锚固措施的钢筋混凝土补强梁进行静力加载试验的基础上，研究分析了在静力荷载作用下钢筋混凝土粘钢加固梁的受力、变形性能、破坏形态及底部粘结钢板的受力机理，结合地底部粘钢板的锚固粘结问题进行了理论分析和试验研究；最后，针对实际工程中可能遇到的问题，对粘钢板加固梁粘贴钢板的锚固措施提出了.     

预应力CFRP板加固混凝土梁的抗裂性能

预应力碳纤维（CFRP）板加固混凝土梁可以有效地提高梁的抗裂度并减小梁的裂缝宽度,但我国现行规范以及ACI 440.4R-02规范中都没有相关的预应力CFRP板加固混凝土梁的设计条款。通过理论分析,得出了预应力CFRP板加固混凝土梁的抗裂度计算公式;考虑了CFRP板与普通预应力钢筋形状、粘结面等的差异,对我国《混凝土结构设计规范》中有关受弯构件最大裂缝宽度的计算公式进行了修正。基于提出的公式,对预应力CFRP板加固混凝土梁的单调静载试验结果进行计算对比,结果显示吻合良好。     

粘钢板补强偏心受压钢筋混凝土柱的极限强度

在理论分析计算与试验结果对比的基础上,论述和验证了偏压钢筋破柱粘钢板补强后的极限强度,可将钢板换算为钢筋后按普通钢筋桂偏压柱的极限强度计算公式计算。     

Comparative Studies on Calculation Methods of Shear Behavior of Reinforced Concrete Beams of Chinese Modern Reinforced Concrete Buildings

In order to study the calculation methods of shear behavior of reinforced concrete beams of Chinese modern reinforced concrete buildings, this paper carried out tests on the concrete compressive strength of 12 Chinese modern concrete buildings, the mechanical properties of 66 rebars from different Chinese modern concrete buildings, and the concrete cover thickness of 9 Chinese modern concrete buildings, and the actual material properties and structural configurations have been obtained. Then, the comparison on calculation methods include the Chinese original calculation method, the Chinese present calculation method, the American present calculation method and the European present calculation method is studied with case analysis method. The results show that the Chinese original calculation method of shear behavior of reinforced concrete beams is based on the allowable stress calculation method, and the design safety factors are 3.55-4.00. The standard value of the compressive strength of concrete cubes is 8.48 MPa, the standard value of the concrete tensile strength is 1.20 MPa, the standard value of the yield strength of rectangular rebars is 229.56 MPa, and the standard value of the yield strength of round rebars is 276.82 MPa. The average value of the concrete cover thickness of beams and columns is 35.96 mm. In term of calculation area of hoop rebars of reinforced concrete beams, without considering earthquake loads, the Chinese original structural calculation method is safer than the Chinese present structural calculation method, but is more unsafe than the American present structural calculation method and the European present structural calculation method. The results can provide the support for structural safety assessments and repair designs of Chinese modern reinforced concrete buildings.     

玻璃钢板加固既有混凝土梁挠度试验研究与有限元分析

对玻璃钢板加固混凝土的挠度进行了试验研究和有限元分析,研究了不同玻璃钢板长度、厚度对挠度的影响,得到了挠度随玻璃钢板长度、厚度变化的规律,为加固梁的变形计算提供依据,有限元计算结果与试验结果吻合较好.     

RC beam strengthened with pre-stressed CFP under the secondary load

Feasibility of using pre-stressed carbon fiber plates to strengthen reinforced concrete beams was studied. Based on the characteristics of carbon fiber plates, we developed a pre-stress clamp and a device for applying the pre-stress. Contrast tests were conducted between ordinary carbon fiber plates and a pre-stressed carbon fiber plate and between secondary loaded carbon fiber plates and a concrete beam strengthened with a secondary loaded carbon fiber plate. On this basis, we analyzed the failure pattern,the width of cracks and their distribution, the cracking load, the yield load, the limit load and the relation between load and deflection. The results indicate that using pre-stressed carbon fiber plates to strengthen concrete beams is feasible and effective.     

钢筋混凝土烟囱设计理论初探

针对钢筋混凝土烟囱的发展及设计理论研究现状进行研究,并分析了荷载取值问题及内力计算方法,通过将素混凝土多轴强度理论用于分析钢筋混凝土平板试验的结果研究,证明了素混凝土多轴强度理论可以直接应用于钢筋混凝土结构分析中,目的是将其结论引入处于双向应力状态的钢筋混凝土烟囱筒壁的分析。     

考虑地基摩阻作用的CRCP温度应力非线性分析

基于钢筋混凝土黏结滑移及混凝土路面板与地基之间的非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的力学模型以及按接触理论推导的有限元刚度矩阵。得出了有限单元法的数值解,分析了降温荷载作用下路面应力和位移的分布规律。讨论了裂缝间距、配筋率和钢筋直径对CRCP的影响。通过对连续配筋混凝土路面结构的温度应力计算,可以看出在相同的降温荷载作用下,随着裂缝间距的增大,钢筋和混凝土的最大应力呈非线性增加,同时不同的钢筋直径对CRCP的各种应力具有较大的影响。     

钢筋混凝土随机有限元基本理论的研究

本文将概率理论与钢筋混凝土有限元相结合,初步建立了钢筋混凝土随机非线性有限元的基本理论和平面问题情形时的计算公式,为非杆系钢筋混凝土结构的可靠度计算打下了一定基础。     

混凝土非线性分析中的非协调参数Drucker-Prager模型

为了克服现有混凝土数值计算模型在滞回分析中的收敛困难问题,结合经典Drucker-Prager(D-P)模型的Cap修正屈服准则,提出采用非协调参数D-P模型模拟混凝土。通过数值模拟手段,经过大量试算提出了非协调参数α和k的合理取值范围。并且,采用非协调参数D-P模型分别模拟了钢筋混凝土梁在跨中单调荷载下的受力行为,以及钢筋混凝土柱和型钢混凝土柱在低周往复荷载下滞回性能,并通过与试验结果的比较验证了这个模型的有效性。利用这一特点,可通过数值计算手段获得混凝土构件在循环荷载下的恢复力模型,从而有效地节省试验资源。