箍筋对钢筋混凝土受弯构件裂缝的影响分析

收集整理了国内外大量配置横向箍筋的钢筋混凝土梁受弯性能试验的裂缝结果,研究了箍筋的设置对钢筋混凝土受弯构件裂缝位置及裂缝间距的影响。分析结果表明,箍筋对裂缝的位置具有导向作用,箍筋间距对裂缝间距有一定的影响。根据试验资料,提出了考虑箍筋影响的平均裂缝间距公式,并在我国规范GB50010-2002裂缝宽度计算模式得基础上,提出了考虑箍筋影响的平均裂缝宽度计算公式。建议公式的计算结果与试验结果符合较好。     

高强箍筋约束混凝土轴心受压性能分析

在高强箍筋约束混凝土轴心受压试验研究的基础上,对高强箍筋约束混凝土进行了三维非线性有限元分析,与试验结果比较吻合较好;通过数值模拟分析了箍筋间距、箍筋强度及箍筋形式等对约束混凝土轴压性能的影响,分析了箍筋受力与混凝土截面应力分布,揭示了箍筋与混凝土在轴压下的相互作用,探讨了箍筋对混凝土的约束机理;结果表明,通过合理选择有限元分析模型,可较好地预测箍筋约束混凝土柱的轴心受压性能.     

计算独柱墩帽梁承载力的改进撑杆-系杆模型

针对独柱式桥墩帽梁在承载能力极限状态下的设计计算问题,提出改进的撑杆-系杆模型来预测该类结构的极限承载力.以某座独柱式桥墩发生严重开裂的桥墩帽梁为背景,利用ANSYS的有限元弥散裂缝模型对开裂的桥墩进行非线性分析.计算结果说明,对于钢筋混凝土独柱墩帽梁这类剪跨比较小的构件,帽梁的弯剪复合受力十分复杂,基于经典的欧拉伯努利梁理论和铁木辛柯梁理论的设计计算方法不合适.对比数值分析的结果,提出基于节点区域双向拉压破坏的改进撑杆-系杆体系模型.该模型进一步考虑了弯起钢筋、箍筋以及混凝土抗拉强度对斜裂缝开展的限制作用,更能反映独柱墩帽梁在破坏阶段的受力特征.对比独柱墩帽梁常用的剪跨比下各理论的适用性可知,该改进模型结果与有限元模型的计算结果吻合.     

矩形箍筋对钢筋混凝土短柱承载力提高的分析

建立了钢筋混凝土轴心受压短柱非线性有限元模型，分析了含箍特征值λv和箍筋间距s对矩形箍筋柱的受压承载力的影响，得到了柱的受压承载力的提高随不同强度的混凝土、不同λv的箍筋的变化规律．     

钢筋混凝土三维非线性有限元分析的复合式模型

本文简要介绍了钢筋混凝土有限元传统模型,提出了三维钢筋混凝土结构非线性有限元分析复合式模型．该模型用不同方法处理计算钢筋混凝土拉区和压区：拉区钢筋采用杆件单元模型,压区钢筋混凝土则采用整体式模型．同时,引人了混凝土非线性本构关系和多轴强度准则．该模型可以适用于大型复杂钢筋混凝土结构的三维非线性有限元分析,并可以进一步实现应力应变全过程、混凝土裂缝等分析,且使用方便．所附算例表明,使用该模型能较好符合试验结果．     

钢筋混凝土板非线性有限元分析

对钢筋混凝土板的截面采用分层组合模型能较好反映板受力后的开裂、应力、应变与裂缝开展等情况,并考虑混凝土在双向受力作用下的非线性性能.采用三角形薄板单元,对钢筋混凝土分层组合模型建立单元刚度矩阵.编制了非线性有限元分析程序,对所试验的复杂支承条件的钢筋混凝土板做了分析,分析结果与试验数据基本相符.有限元计算分析结果对实际应用具有参考价值.     

水电站混凝土蜗壳三维有限元分析

结合某河床式水电站,建立了混凝土蜗壳三维有限元整体模型,用ANSYS有限元软件的钢筋混凝土非线性分析模块对混凝土蜗壳进行了三维线弹性和钢筋混凝土非线性计算.根据线弹性计算结果并结合工程实际,对混凝土蜗壳进行了配筋,并对该配筋方案进行了裂缝开展区、钢筋应力、最大裂缝宽度的验算和蜗壳位移分析.     

基于神经网络的混凝土梁斜裂缝宽度预测

对16根高强箍筋混凝土简支梁进行了受剪试验研究,分析了加载方式,混凝土强度、配箍率对斜裂缝宽度的影响,在试验基础上建立了混凝土梁斜裂缝宽度的BP网络模型.研究结果表明,该网络模型的模拟结果与试验结果符合较好,建立了高强钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度和其影响因素之间的一种函数关系.因此,可以将人工神经网络运用到高强钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度的研究中,实现斜裂缝宽度的预测.     

竹筋CFRP箍筋混凝土短柱受压性能的有限元分析

为倡导绿色建筑,制成了用竹条做骨架、碳纤维做箍筋的一种经济环保的混凝土柱．针对该混凝土柱的轴心受压力学性能和延性,采用ANSYS非线性有限元软件对其进行了模拟分析．通过软件分析表明：竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性均高于普通混凝土柱,CFRP箍筋提高了竹筋混凝土裂化后的承载能力;与钢筋混凝土柱相比,箍筋间距相同时配筋率为3％的竹筋CFRP箍筋混凝土柱的承载力和延性分别是配筋率为2％的钢筋混凝土柱的l.03倍和1．02倍,是配筋率为3％的钢筋混凝土柱的0．93倍和0．89倍;在适筋范围内竹筋CFRP箍筋混凝土柱的抗压性能随箍筋间距的增大而降低．     

基于性能的钢筋混凝土剪力墙变形能力分析研究

以钢筋混凝土剪力墙试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了剪力墙的非线性有限元模型.对构件加载的全过程进行模拟,考虑材料的非线性本构关系、损伤模型和受拉开裂后的行为,与试验结果进行对比;计算曲线与试验曲线吻合良好,验证了有限元分析模型的准确性.分析影响变形能力的主要参数,包括轴压比、配筋率、高宽比和配箍特征值.提出不同轴压比和极限顶点位移角情况下约束边缘构件长度与配箍特征值的设置要求.用三种计算方法计算了极限位移角为1/100或位移延性比为3时所需的约束边缘构件长度和配箍特征值,并与有限元结果进行了对比.     

钢筋混凝土结构开裂时刻的钢筋锈胀力模型

用快速锈蚀实验的方法研究了混凝土试件在出现顺筋裂缝时刻的钢筋锈蚀率与钢筋直径、混凝土等级与保护层厚度之间的定量关系,并通过有限元分析计算得到了锈胀裂缝扩展到保护层表面时的钢胀力,提出了混凝土保护层胀裂时刻的钢筋锈胀力的力学模型,这将对钢筋混凝土结构的耐久性分析与设计是大有裨益的。     

钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明：轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。     

FRP筋混凝土梁粘结滑移力学性能数值分析

为了研究FRP筋与混凝土之间的粘结性能以及FRP筋与FRP筋混凝土构件的力学性能,采用ABAQUS建立FRP筋混凝土梁有限元数值模型,模型中混凝土采用塑性损伤模型,FRP筋采用线性单元.FRP筋单元和混凝土单元采用非线性弹簧单元连接,通过选取粘结滑移本构、锚固长度计算公式和调整添加弹簧的数量以及位置来考虑粘结滑移对FRP筋混凝土梁受力性能的影响.数值模拟结果与文献试验结果具有较好的一致性,验证了该有限元模型的正确性,所得结果对FRP筋混凝土结构试验具有一定的指导作用.     

钢筋混凝土箱形梁极限承载力的计算

针对钢筋混凝土箱形梁极限承载力的计算问题，提出采用三维实体退化虚拟层合单元的分析方法.考虑结构的几何非线性和材料非线性，利用该类单元编制了钢筋混凝土结构极限承载力的计算程序，并将其应用于钢筋混凝土箱形梁极限承载力的分析.计算中，混凝土本构关系采用多轴强化塑性模型在应变空间中构建的三维本构关系；混凝土开裂采用正交分布裂缝模型模拟；钢筋按实际情况模拟，并考虑为理想弹塑性材料.通过分析，计算结果与试验结果能很好吻合，表明了计算理论及其程序的有效性和正确性.由于该方法能克服壳体单元或梁段单元法的缺陷，在计算钢筋混凝土箱形梁极限承载力方面非常有优势.     

锈蚀钢筋混凝土黏结滑移本构模型及数值模拟应用

为研究纵筋与箍筋共同锈蚀对钢筋混凝土黏结性能的影响,采用电渗—恒电流—干湿循环的加速锈蚀方法对25个钢筋混凝土（RC）试件进行锈蚀,进而对其进行拉拔试验,研究了纵筋锈蚀、箍筋锈蚀、保护层厚度和箍筋间距等参数对黏结性能的影响规律。分析了锈蚀对混凝土与钢筋界面间黏结力的影响,将黏结性能退化归因于材料性能退化和约束效应退化,基于试验数据,建立并验证了一个考虑设计参数、纵筋及箍筋共同锈蚀的修正黏结滑移本构模型。结合所提本构模型及微元算法建立了锈蚀纵筋应力-滑移模型,基于OpenSees平台,将所建模型应用于零长度截面单元中,通过串联纤维梁柱单元与零长度截面单元建立了考虑黏结滑移变形的锈蚀RC构件数值模型,根据锈蚀RC柱拟静力试验数据对该模型的准确性进行验证,并采用仅考虑锈蚀损伤的纤维模型进行辅助验证。结果表明:混凝土与钢筋界面间黏结力随锈蚀程度的增加呈先上升后下降的趋势,增加保护层厚度可略微增加黏结强度,而箍筋加密对黏结强度提升明显;与纤维模型相比,所建锈蚀RC纤维模型承载力、累计耗能和极限位移误差分别降低12.8%、23.5%和14.2%,表明所建模型可合理计算钢筋滑移的贡献且准确预测锈蚀RC柱地震整体响应。     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件非线性有限元分析

通过选用合适的材料本构模型和粘结滑移模型，建立了锈蚀钢筋混凝土构件的有限元分析模型，以钢筋锈蚀率和轴压比为变量，对锈蚀钢筋混凝土压弯构件进行数值分析，旨在为在役锈损结构的非线性分析奠定基础．分析结果表明，钢筋锈蚀率和轴压比同时影响着锈损构件的性能劣化；构件的承载能力和变形能力均随锈蚀率的增加而降低；粘结力退化加剧了构件性能劣化，且小轴压比构件对粘结力退化更为敏感；就锈蚀率而言，构件性能劣化较粘结性能退化有一定的滞后；性能降低幅度也与轴压比有关，小轴压比构件的退化幅度相对较大；对于高轴压比构件，变形能力退化较少，而承载力退化幅度大于变形退化幅度．     

配高强箍筋的T形截面混凝土梁的斜裂缝宽度试验研究

对12根高强钢筋作箍筋的T形截面钢筋混凝土简支梁进行了试验研究。分析了混凝土强度、配箍率和加载方式对斜裂缝宽度的影响,建立了计算配高强箍筋的混凝土梁的斜裂缝宽度的实用公式。研究结果表明,混凝土强度大于等于C40时,配高强箍筋的混凝土梁的斜裂缝宽度可以满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)正常使用极限状态验算中裂缝宽度限值的要求。