配工字型钢混凝土梁的剪扭性能数值模拟分析

试验研究了4个配工字型钢混凝土梁试件和1个钢筋混凝土梁试件的剪扭性能，并用ABAQUS软件进行了数值模拟，分析了截面配钢率、混凝土强度、截面尺寸、箍筋间距对梁剪扭性能的影响。结果表明：模拟得到的扭矩-扭率曲线与试验值吻合较好；梁的极限扭矩随着截面配钢率的增大而增大，但当截面配钢率大于3.48%后，对极限扭矩的提高有限；随着混凝土强度的增加，梁的屈服扭矩和极限扭矩均增大，开裂扭率增大；梁的初始刚度、屈服扭矩、极限扭矩和延性均随着截面尺寸的增大而显著提升；提高截面配钢率和降低箍筋间距均可提升梁的延性。     

实腹式型钢混凝土梁受扭性能试验研究

为研究实腹式型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,进行了6根不同参数实腹式型钢混凝土梁和1根钢筋混凝土梁的纯扭试验。试验结果表明:实腹式型钢混凝土受扭构件与钢筋混凝土受扭构件的开裂机会相等,可以忽略型钢对开裂扭矩的影响;但型钢对极限扭矩有大幅提高作用,并有效改善了构件的延性;减小箍筋间距和增大配钢率可以提高型钢混凝土构件的受扭承载力。通过分析提出了型钢混凝土纯扭构件开裂扭矩和极限扭矩的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

槽钢骨架型钢混凝土梁受扭性能试验研究

为研究配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,设计了4根配槽钢骨架型钢混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁对比试件,通过观察配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力过程及破坏形态,探讨混凝土强度、配箍形式、缀条形式及其间距等对试件受扭承载力的影响。试验结果表明:截面配钢率对提高梁的开裂扭矩作用不明显,但槽钢骨架能显著提高试件的极限扭矩和后期抗扭刚度,还能有效改善构件的延性。最后提出配槽钢骨架型钢混凝土梁开裂扭矩和极限扭矩的计算公式。     

槽钢骨架型钢混凝土梁受扭性能试验研究

为研究配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,设计了4根配槽钢骨架型钢混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁对比试件,通过观察配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力过程及破坏形态,探讨混凝土强度、配箍形式、缀条形式及其间距等对试件受扭承载力的影响。试验结果表明:截面配钢率对提高梁的开裂扭矩作用不明显,但槽钢骨架能显著提高试件的极限扭矩和后期抗扭刚度,还能有效改善构件的延性。最后提出配槽钢骨架型钢混凝土梁开裂扭矩和极限扭矩的计算公式。     

基于变角空间桁架理论的钢筋混凝土构件抗扭承载力分析

基于变角空间桁架理论,建立了钢筋混凝土矩形截面受扭构件的非线性分析模型进行全过程模拟,得到扭矩和扭转角变化的全过程曲线,数值分析结果与已有试验结果吻合较好。讨论并分析了截面尺寸、截面高宽比、配箍率和纵筋配筋率对钢筋混凝土构件抗扭承载力影响的规律性及其原因。     

SRC弯扭构件的非线性有限元分析

以6根实腹式型钢混凝土梁弯扭试验研究为基础,利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟分析。数值模拟得到的扭矩-扭率曲线以及极限扭矩与试验结果吻合良好,验证了所建模型分析型钢混凝土梁弯扭全过程数值模拟方法的可行性,进而探讨了不同因素对构件极限扭矩的影响规律。结果表明,试件极限扭矩随着弯扭比的增大而减小,随着配箍率、配钢率的增大而提高。     

箱形型钢混凝土纯扭构件的非线性有限元分析

基于6根箱形型钢混凝土构件纯扭试验结果,利用非线性有限元软件ABAQUS建立模型,对其受力全过程进行数值模拟,考虑型钢和混凝土之间的相互作用。对混凝土、钢筋和型钢的应力随荷载变化的规律进行分析。有限元计算结果表明:ABAQUS对纯扭构件混凝土裂缝发展情况能较好地模拟;由于箱形型钢的抗扭刚度较大,混凝土开裂时型钢截面内剪力流形成的扭矩不能忽略;模拟得到构件的开裂扭矩、极限扭矩以及扭矩-扭率关系曲线与试验结果吻合较好,验证了所建模型分析型钢混凝土梁受扭全过程分析方法的可行性。     

钢-混凝土组合梁的受扭试验与分析

为了研究钢-混凝土组合梁的抗扭性能,完成了4根不同配箍率的组合梁纯扭试验,借助结构分析软件,采用三维8结点实体单元的有限元模型,对组合梁纯扭试件在弹性阶段的变形、截面应力分布情况进行了分析。试验和分析结果表明:受扭承载力主要由混凝土翼板提供,翼板的截面尺寸是影响极限承载力的主要因素,其中翼板厚度对组合梁受扭承载力的影响更为显著;而配箍率对组合梁受扭承载力的影响并不大。其它条件相同时,当配箍率为0.54%左右时,组合梁受扭承载力将达到最大。提出了组合梁弹性抗扭刚度计算公式和开裂扭矩计算公式;本文采用变角空间桁架模型,并结合已有的试验成果,提出了可供设计参考的极限承载力计算公式。公式计算结果与试验值吻合良好。     

矩形闭口钢骨混凝土构件抗扭刚度的分析

为研究矩形闭口钢骨混凝土纯扭构件的抗扭刚度,通过ABAQUS对以配筋率为参数的3根构件进行了有限元分析,发现配筋率对构件开裂后抗扭刚度的影响更明显.通过分析钢骨混凝土构件的扭矩-扭率曲线,可将构件的整个受力过程简化为3个阶段.基于钢筋混凝土构件、钢-混凝土组合梁的抗扭刚度计算理论和方法,同时考虑了有限元分析结果,对构件各阶段的抗扭刚度进行理论计算,将计算值与模拟值比较,吻合良好,验证了公式的正确性,可为下一步的研究提供参考.     

矩形型钢混凝土复合受扭构件抗扭刚度的研究

为研究型钢混凝土构件在复合受扭下的抗扭刚度,考虑型钢混凝土构件的轴压比、混凝土强度、配筋率、型钢尺寸4个影响因素,通过ABAQUS对6根构件进行分析得到型钢混凝土构件在复合受扭下的扭矩-扭率曲线,以钢筋混凝土结构理论、钢-混组合结构理论和空间桁架模型为基础,从构件开裂前,开裂后到构件达到屈服,屈服后到构件达到极限承载力这3个阶段去分别讨论构件抗扭刚度,并结合有限元分析结果,对构件各阶段的抗扭刚度进行理论计算,将计算值与模拟值比较,吻合良好,验证了公式的正确性,并为下一步的研究提供参考。     

型钢混凝土构件复合受扭性能试验及强度计算

为研究双轴对称型钢混凝土构件的复合受扭性能,以配钢形式、箍筋间距、混凝土强度、轴压比、扭弯比为变化参数,完成了10个型钢混凝土试件的单调加载试验。研究了压弯剪扭复合受力下构件的破坏形态、扭率-扭矩曲线,并以叠加原理为基础,探讨双轴对称型钢混凝土构件在扭矩作用下的开裂扭矩和极限扭矩计算。结果表明,试件均经历了开裂荷载前的弹性阶段、弹塑性阶段和峰值扭矩后的破坏阶段;10个试件最终呈扭型破坏;闭合角钢桁架混凝土构件受扭承载力明显优于实腹式十字形型钢混凝土构件;轴压比从0.1增加到0.2,试件受扭承载力平均增长11.5%;扭弯比从0.5增加到1.0,试件受扭承载力平均减小2.3%。根据改进的内力分配法和叠加原理提出的计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

钢筋混凝土矩形截面受扭最小配筋率构件的钢筋受力分析

以 9根钢筋混凝土矩形截面配筋率较小受扭构件的实验为基础 ,用有限元分析软件Ansys对构件进行了全过程静力模拟受力分析 ,计算结果与实验数据吻合较好 .讨论了构件截面变形随荷载的变化情况 ,纵筋和箍筋在屈服前后的变形、受力情况等 .     

新型外包钢-混凝土组合梁受扭的非线性有限元分析

基于5根新型外包钢-T形截面混凝土组合梁受纯扭作用的试验成果,采用ANYSY参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流,对纯扭作用下组合梁的受扭性能进行了非线性有限元分析(FEM).FEM分析考虑了钢筋和混凝土间的相互作用,以及外包钢和混凝土间的相互作用,较好地模拟了新型外包钢一混凝土T形截面组合梁以及T形截面钢筋混凝土梁受扭构件的受力、破坏全过程.模拟得到构件的扭矩-扭率关系曲线以及构件的极限扭矩与试验结果吻合较好,验证了所建模型分析组合梁受扭全过程分析方法的可行性,以及所编制的APDL命令流程序对组合梁受扭计算的有效性,为组合梁受扭设计提供了实用的计算软件.     

基于模型试验的高强度钢筋混凝土梁斜向开裂研究

通过对配置高强度钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受剪试验,从构件挠度、斜裂缝宽度及箍筋应变的角度分析其斜向开裂特征规律,研究混凝土强度、剪跨比、配箍率、截面尺寸及截面形状对构件斜向开裂荷载的影响规律,并对斜向开裂荷载的理论计算方法进行探讨。研究结果表明:混凝土强度、剪跨比、截面尺寸是配置高强钢筋混凝土梁斜向开裂荷载的主要影响因素,并由此提出斜向开裂荷载的建议计算公式,为工程应用中斜向开裂荷载计算以及高强钢筋的快速推广使用提供参考依据。     

型钢混凝土梁弯扭性能试验研究

为研究型钢混凝土梁在弯扭作用下的受力性能,对12根型钢混凝土梁和1根钢筋混凝土梁进行单调加载试验,研究弯扭作用下梁的破坏形态、扭矩-扭率曲线,并进行损伤演变分析.研究结果表明:弯扭作用下试件均经历弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段.对于配实腹式工字钢的型钢混凝土梁,扭弯比越小,裂缝出现得越早,配箍率对其开裂扭矩基本无影响....     

型钢混凝土柱复合受扭性能的非线性有限元分析

基于4个比例为1:2的H型钢混凝土柱在单调荷载下的复合受扭试验,运用ABAQUS建立相应的有限元分析模型。通过对比开裂扭矩、极限扭矩和扭矩-扭率曲线,验证了有限元分析在型钢混凝土复合受扭性能研究方面的有效性,分析了轴压比、扭弯比和混凝土强度对型钢混凝土柱复合受扭性能的影响。研究结果表明,提高轴压比可提高型钢混凝土柱的极限扭矩,但对其后期延性不利;扭弯比的减小使弯曲损伤加大,对于构件极限抗扭不利;提高混凝土强度可提高构件的极限扭矩,但后期延性变差。     

配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁受扭性能分析

本文在配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件试验研究的基础上,应用空间软化桁架理论,结合钢纤维高强混凝土本构关系及其软化系数方程,编制了软化桁架模型分析程序对试验构件进行了全过程分析。分析时考虑了钢纤维高强混凝土的抗拉强度作用,不仅能较准确地得到极限扭矩,而且可以获得开裂扭矩,能较好地模拟试验构件的受力-变形全过程。其结论也得到其它相关钢纤维高强混凝土纯扭构件试验结果的证实。在此基础上应用软化桁架模型分析程序对配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件进行了参数分析,提出了相应的开裂扭矩和极限扭矩计算公式,为其工程应用提供依据。     

预制混凝土桩体抗扭设计及试验

为了解决预制混凝土螺旋桩的抗扭问题,对预制混凝土桩体的抗扭性能进行了加强设计及试验研究.采用提高混凝土强度等级、配置螺旋箍筋、施加一定预应力等措施来提高预制混凝土桩体的特征扭矩;对试件的破坏特征、开裂扭矩、极限扭矩及扭矩-扭率关系等抗扭性能进行了研究.结果表明:按估算公式计算的预制桩体开裂扭矩与试验结果基本吻合,但存在一定误差;应选用预应力混凝土结构作为预制混凝土螺旋桩的桩型,而不选用增加配置螺旋箍筋的普通钢筋混凝土结构.     

钢筋混凝土构件正截面强度计算的若干问题

前言 钢筋混凝土结构构件的正截面强度计算理论是钢筋混凝土结构基本理论之一。结构设计时,正截面强度计算,直接关系到构件的截面尺寸和配筋,因此它在设计规范中占有重要的地位。所谓正截面强度就是指不考虑剪力和扭矩影响时,构件的法向承载力。实际的结构构件往往不是单纯的拉、压、弯,而是复合受力情况,例如:压扭、剪压扭、弯剪扭……等     

钢筋混凝土构件受扭承载力对比分析

对中国、美国和欧洲规范中钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力和最小配筋率要求进行了对比,并基于各国钢筋混凝土纯扭构件受扭承载力的试验结果对受扭承载力进行可靠度分析,最后对各规范中弯剪扭共同作用下的钢筋混凝土构件的配筋计算方法、最小配箍率和截面限制条件进行了研究。结果表明:对于纯扭构件,中国规范的受扭承载力由钢筋和混凝土受扭2个部分组成,美国和欧洲规范仅考虑钢筋受扭;对于纯扭构件的最小配箍率,美国规范最大,中国规范最小,欧洲规范居中;对于纯扭构件受扭时的可靠指标,在恒荷载与活荷载组合情况下,按中国规范计算的最大,欧洲规范居中,美国规范最小;在恒荷载与风荷载组合情况下,中国、美国和欧洲规范较为接近;对于弯剪扭共同作用下的钢筋混凝土构件,按美国和欧洲规范计算配筋要比中国规范保守,中国、美国和欧洲规范的剪扭相关曲线均接近1/4圆,中国和欧洲规范中的剪扭构件最小配箍率较为接近,大于美国规范。