基于Von-Mises屈服准则的结构安定性研究

基于静力安定定理提出了一种服从Von-mises屈服准则的静力安定分析方法。该方法将经典的安定理论与有限元方法相结合,通过构造自平衡的残余应力场,并利用有限元程序求解弹性应力场,避免了线性规划方法的维度障碍。将车辆与路面的接触应力简化为三种荷载分布形式:Hertz荷载、均布荷载和梯形荷载,研究了荷载形式和路面材料参数对结构安定行为的影响。研究结果表明,路面摩擦系数和材料屈服应力对结构安定极限的影响较大,摩擦系数越大,安定极限值越小;安定极限随着材料的屈服应力基本呈线性增长。当摩擦系数相对较小时,Hertz荷载下的安定极限值最大,而梯形分布荷载下的安定极限值最小。研究结果可为路面结构的设计提供一定的参考价值。     

交变荷载作用下CFRP布加固RC梁耐久性能试验研究

为了探究CFRP布加固钢筋混凝土梁(RC梁)在交变荷载作用下的耐久性,对8根CFRP布加固RC梁进行了恒载和交变荷载作用下的15 d、30 d老化试验,并通过三点弯曲试验得到了试验梁在不同荷载作用下的破坏模式、极限荷载、极限应变、弯曲性能、裂缝数量以及裂缝宽度.结果表明:经交变荷载作用15 d、30 d后,CFRP布加...     

正交异性道路的安定分析

基于弹塑性理论的安定分析能确定结构在循环荷载作用下的最大承载力,因此可被用于分析柔性道路结构在长期车辆荷载下的极限承载力(安定极限值)。但以往的安定分析通常假设道路材料为各向同性,从而忽略了材料各向异性对道路承载力的影响。本文在考虑材料弹塑性正交异性的情况下,采用静力安定定理并结合有限元数值模拟,估算成层道路结构的安定极限值。研究发现,假设材料各向同性可能过高估计了道路在长期车辆荷载下的极限承载力。     

钢筋砼牛腿的抗震性能与设计

本文对钢筋砼牛腿在垂直荷载和低周反复水平荷载共同作用下的工作性能及其合理计算与构造形式进行了试验研究。根据136个钢筋砼牛腿的试验数据得出了牛腿承载能力的半经验公式,并在此基础上提出了钢筋砼牛腿的抗震设计计算方法。     

反复荷载作用下钢筋的本构关系

本文通过钢筋试件在反复荷载作用下σ-ε关系的试验研究,探讨了不同加载历史对σ-ε关系的影响。试验表明,历经循环加载后的σ-ε曲线与上一荷载循环与之同方向荷载的卸载点应力、应变值及当前加载循环的起始应变值有关,与历经的荷载循环次数基本无关;其σ-ε骨架线不再具有与单调加载的σ-ε曲线同样的屈服台阶长度,较早进入了硬化阶段。本文在试验基础上提出了考虑加载历史影响的数学模型。计算曲线与试验曲线符合良好,从而为钢筋砼结构的非线性计算分析提供了适用的材料本构关系。     

规则变轴力下钢筋砼框架柱的抗震性能研究

本文研究了钢筋砼框架柱在变轴力下受反复水平荷载作用时滞回特性 ,分析了轴压比变化幅度、轴压水平等因素对构件滞回特性的影响 ,比较了变轴力和定轴力下压弯构件滞回特性的异同 ,共完成共六根柱在轴力与水平位移成比例情况下变化的低周交变加载试验。同时对今后进一步研究工作提出有关建议     

粘钢加固钢筋砼柱轴心受压受力机理的试验研究

通过对粘贴不同宽度的竖向钢板加固的三根钢筋砼柱在轴向荷载作用下受力性能的试验研究,以及与未加固柱的对比分析,探讨了粘钢加固钢筋砼柱的受力性能、变形性能、极限承载能力等,并对粘钢加固钢筋砼柱的设计提出一些建议。     

海洋平台地基的极限分析与安定性分析

应用以Melan静力型安定定理为基础的弹塑性有限元数值方法，对海洋平台地基进行了变值加载条件下的安定性分析，同时，为便于比较，进行了静力极限分析。通过对海洋平台地基在各种荷载分量共同作用下的安定性分析，得到了地基在不同荷载组合模式下的安定荷载包络图。由此根据海洋结构上外载的可能变化模式可以确定地基的最可能失稳形式，从而评价复杂变值荷载作用下地基的稳定性。     

钢筋砼实体结构构件静力荷载试验评定方法的建议

现行相关国家标准对钢筋砼实体结构构件荷载试验的适用对象、试验目标、评定方法等规定存在缺陷,导致检测机构在对荷载试验进行方案设计和试验成果评定时出现混乱。本文通过对国家标准体系的溯源,并借鉴桥梁类标准和国外标准,提出关于现浇钢筋砼实体结构静力荷载试验的适用对象、试验目标和评定方法的建议,供同行业人员参考。     

路面基层级配碎石填料永久变形特性试验研究

为探究级配碎石填料在不同的复杂真实应力状态下的轴向累积塑性应变规律,本文开展了静三轴剪切试验以获取填料的抗剪强度和静力破坏强度包络线,随后以最小平均主应力pmin和偏应力幅值qmax作为试验变量开展了一系列重复加载动三轴试验,并对循环荷载作用下级配碎石填料永久变形试验结果进行了安定状态分析,最后对应力状态与安定状态之间的关系进行了拟合分析。     

Genetic Algorithm–Based Methodology for Design Optimization of Reinforced Concrete Frames

Design optimization of reinforced concrete plane frames using genetic algorithm–based methodology is presented in this paper. Most of the approaches reported in the literature consider the design variables to be continuous, and the optimal solution obtained requires further modification to make it constructible. Since the area of reinforcement after detailing is different from that obtained theoretically, use of area of reinforcement as a continuous variable cannot provide rational solutions. Aspects such as detailing and placing of reinforcement in beams and columns and other issues related to construction are brought into the optimal design model presented in this paper. Genetic algorithm–based methodologies provide ideal techniques for handling such issues and generate rational optimal solutions. Examples of reinforced concrete plane frames are solved, and results are presented. Emphasis is placed on genetic modeling aspects, which provide mechanisms for considering realistically the practical issues, resulting in a rigorous optimal design model providing rational solutions.     

Dynamic response of prestressed concrete frames

Based on compatibility conditions, as well as a trilinear moment-curvature relationship, an analytical model was presented recently to predict the response of reinforced/prestressed concrete frames and continuous beams to static loads. The model was compared to the test specimens and was found to be applicable throughout the loading history. This paper shows that the inelastic response of prestressed concrete frames to dynamic loads can be predicted when the trilinear theory for the primary curve is combined with Takeda's rules for the hysteresis loops and with the linear acceleration step-by-step method for the dynamic model. The algorithm is described and a numerical example is given.     

周边荷载作用下钢筋砼框架的试验研究及极限分析

本文通过4榀钢筋砼门式刚架在周边倚载下的试验,对框架弯矩调幅设计后的性能进行了研究,并对试件做了非线性全过程分析。此外,利用线性规划方法对框架的极限荷载进行了计算。计算结果表明,本文所建立的数学模型,可考虑轴力作用以及剪切破坏情况,并可准确地计算结构的极限荷载。     

长期持荷后玄武岩纤维增强聚合物筋钢纤维高强混凝土梁在重复荷载下的变形性能

为了研究经历长期持荷后的玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋钢纤维高强混凝土梁在重复荷载作用下的变形性能,进行了7根BFRP筋钢纤维高强混凝土梁的受弯试验,分析BFRP筋配筋率、钢纤维体积率以及加载水平等因素对梁的变形性能的影响。结果表明:经过10次卸载、加载循环后,受力BFRP筋与混凝土之间的黏结性能没有发生退化;荷载水平、钢纤维掺量及BFRP筋配筋率对BFRP筋钢纤维高强混凝土梁的加载-卸载挠度曲线及挠度恢复能力有不同程度的影响;BFRP筋钢纤维高强混凝土梁具有较高的变形恢复能力和良好的抗重复荷载性能。     

锈蚀钢筋混凝土梁承载能力分析的变角桁架模型

为了研究侵蚀环境下锈蚀钢筋混凝土梁在长期荷载作用下的承载能力，以荷载作用下锈蚀钢筋混凝土梁为研究对象，分析了钢筋锈蚀对混凝土梁黏结强度的影响，基于拉-压杆模型和标准桁架模型分别对锈蚀梁进行了承载力计算，进一步采用考虑钢筋锈蚀影响的修正变角桁架模型计算锈蚀钢筋混凝土梁的承载力，并通过49组锈蚀混凝土梁的试验数据对建议模型进行验证。结果表明：锈蚀钢筋混凝土梁承载力的试验值与变角桁架模型理论计算值之比的平均值为0.990，方差为0.071，二者吻合较好。采用变角桁架模型可精确计算锈蚀钢筋混凝土梁的承载力并预测其破坏模式，建议模型可用于锈蚀钢筋混凝土梁承载能力分析研究。     

纵向侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的试验与有限元分析

为研究负载作用下纵向侧贴预应力碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁的受力性能,制作了4根2跨连续梁,其中1根未加固,3根加固。在加固梁每跨下部纵向侧贴预应力碳纤维布,中间支座上部纵向侧贴非预应力碳纤维布。通过静载试验,得到了连续梁的受弯承载力、变形、裂缝等试验数据。同时,利用非线性有限元分析软件ABAQUS对试验梁进行数值模拟,并与试验结果比较。结果表明:负载作用下纵向侧贴预应力碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁能显著提高屈服荷载和极限荷载,预应力碳纤维布的存在提高了连续梁的刚度,减小了连续梁的变形;预应力水平越高,屈服荷载提高和变形减少越明显;利用ABAQUS非线性有限元分析结果与试验结果吻合较好,可为类似的加固设计和试验提供参考。     

竖向荷载作用下带现浇楼板的连续梁受力性能试验研究

因梁端钢筋较少的现浇钢筋混凝土框架结构房屋评估改造的需要,对7根带现浇楼板的连续梁进行了竖向静力加载对比试验,研究现浇楼板对连续梁受力性能的影响,分析受压翼缘内混凝土与受拉翼缘内钢筋的应力分布规律以及有效翼缘宽度的变化规律.试验结果表明:现浇楼板对梁的截面应力状态、刚度、破坏模式和承载力均有很大影响,对支座截面抗弯承载力的提高作用尤其明显.     

CFRP加固预应力砼梁在低周反复载荷作用下的试验研究

通过结构测试,获得了1根未加固预应力砼梁以及3根粘贴不同层数CFRP加固预应力砼梁在低周反复载荷作用下的受力和破坏情况。试验结果表明,CFRP加固预应力砼梁的效果是明显的,同时对已经开裂的预应力砼梁也具有一定的加固效果;但加固效果与CFRP层数并非成正比。     

Parameter study on composite frames consisting of steel beams and reinforced concrete columns

A host of tests and numerical analyses for frames consisting of reinforced concrete columns and steel beams (RCS) have been conducted in the US and Japan over the past decades. Most results have revealed the superior performance of these structures relative to that of traditional concrete and steel frames. However, few studies could be found about composite frame structures consisting of high-strength concrete columns confined by continuous compound spiral ties and steel beams (CCSTRCS), which requires the development of an accurate finite element model of composite CCSTRCS frames. The validity of the proposed model is examined by comparing with the test data presented in reference studies. With the proposed model, an extensive parametric study is carried out to investigate the behavior of composite CCSTRCS frames. Simplified hysteretic lateral load versus lateral displacement models are proposed for such composite frames.     

受腐蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

通过3根未腐蚀和12根腐蚀钢筋混凝土梁的抗弯试验,研究重复荷载下钢筋腐蚀率对钢筋混凝土梁变形、裂缝、承载力及破坏机理的影响。根据实验数据得出混凝土梁承载力随钢筋腐蚀率的变化规律。同时拟合出钢筋腐蚀率对钢筋与混凝土协同工作系数的影响,提出了受腐蚀梁在重复荷载下的抗弯承载力计算公式。