钢筋混凝土复合受扭构件抗扭承载力统一方程的研究

钢筋混凝土压弯剪复合受扭构件的受力性能非常复杂,其计算模型多样化,承载力计算结果具有很大的离散性.采用变角空间桁架理论对复合受扭构件进行受力分析,推导出了复合受扭构件抗扭承载力基本式.考虑构件形式、加载方式的影响,以混凝土轴心抗压强度为参数,建立了新的抗扭承载力统一方程.通过对不同强度、不同受力方式、不同加载制度共59根复合受扭试件的受扭承载力进行计算,并与美国ACI规范、我国现行混凝土设计规范进行对比,结果表明统一方程计算得到的承载力理论值与试验值吻合较好.     

组合受力钢筋混凝土环形截面构件极限承载力研究

基于变角空间桁架理论对钢筋混凝土环形截面构件在拉压弯剪扭组合受力下的极限承载力计算模型进行了研究,具体研究内容包括构件破坏截面几何形式表达和极限承载力计算公式.首先依据变角空间桁架理论推导出在拉压弯剪扭组合受力下的钢筋混凝土环形截面构件的破坏面倾角表达式.据此确定破坏面几何形状,并对破坏面一侧隔离体建立极限平衡方程,获得组合受力的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式.并将推导的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式与相应的试验研究结果进行比较.     

离心钢管混凝土弯扭构件试验研究与理论分析

在对组合结构材料离心混凝土圆筒试块的抗压试验和钢板材的抗拉试验的基础上,进行了11个离心钢管混凝土弯扭构件的试验研究,研究了构件在弯扭组合作用下的工作性能与机理.并基于组成离心钢管混凝土的钢材与离心混凝土的本构关系,利用试验实测的参数,建立了有限元分析模型.考虑不同弯扭作用的加载路径,对弯扭构件进行了全过程分析.结果表明,试验与理论分析结果吻合良好.根据试验与理论计算结果,提出了离心钢管混凝土弯扭构件的承载力相关方程,可为工程设计提供理论依据.     

薄膜元理论在钢筋混凝土纯扭构件计算中的应用

对薄膜元理论在受扭构件中的应用进行了探讨，以软化变角空间桁架理论为基础，考虑混凝土的“软化效应”，通过建立应力平衡方程、应变协调方程、本构关系方程，用反复迭代的数值分析方法，模拟构件受力的全过程。用此方法对纯扭构件作了全过程分析，对构件的破坏荷载和变形进行了计算，理论分析结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土三维非线性梁单元的研究与应用

为研究钢管混凝土构件的力学性能.建立可承受压弯剪(扭)的三维钢管混凝土梁单元,用双线性随动硬化模型模拟外包钢管的本构关系,对核心受拉和受压混凝土采用不同的非线性材料特性.利用自行编制的程序,对各种钢管混凝土构件进行荷载-变形全过程分析,计算结果与试验数据符合较好.     

CFRP加固钢筋混凝土腹板受拉L形柱的试验研究

目的 研究碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能,分析碳纤维粘贴量和配筋率对其抗压弯承载力的影响,并且探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与腹板受拉L形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系.方法 通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验,分析各因素对构件承载力和延性等的影响.运用力的平衡和材料的本构关系建立了构件承载力计算的力学模型.结果 得到具有对比性的荷载-柱中挠度、材料应变-荷载的关系曲线并进行分析,得出碳纤维布加固钢筋混凝土腹板受拉L形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式.结论 采用碳纤维布加固钢筋混凝土腹板受拉L形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的,L形截面柱加固的承载力计算公式对类似的工程设计具有借鉴作用.     

钢筋混凝土受压构件防火性能的非线性分析

通过对Fourier热传导方程的数值求解，推导出了钢筋混凝土矩形截面在不同受火条件下温度场分布，将得到的温度数据结果自动传递到非线性有限元程序中，并采用考虑材料高温下徐变影响的钢材和混凝土随温度而不断变化的本构关系，对钢筋混凝土受压构件进行了受火时时间-变形全过程曲线的计算，分析了混凝土受压构件在受火时的各种力学性能变化以及截面尺寸，混凝土保护层厚度，钢筋布置等不同参数对钢筋混凝土受压构件的防火承载力的影响，得到了钢筋混凝土受压构件在受火时的破坏特征是由荷载、高温下材料强度的下降和温度场不均匀分布等因素共同作用下的突然失稳破坏，结果与现有欧洲结构防火规范吻合较好。     

钢管混凝土三维非线性梁单元的研究与应用

为研究钢管混凝土构件的力学性能。建立可承受压弯剪（扭）的三维钢管混凝土梁单元，用双线性随动硬化模型模拟外钢管的本构关系，对核心受拉和受压混凝土采用不同的非线性材料特性。利用自行编制的程序，对各种钢管混凝土构件荷载－变形全过程分析，计算结果与试验数据符合较好。     

CFRP加固混凝土翼缘受拉T形截面柱试验研究

目的研究碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能，探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与翼缘受拉T形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系．方法通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验，分析各因素对构件承载力和延性等的影响；运用力的平衡和材料的本构关系了建立构件承载力计算的力学模型．结果得到具有对比性的荷载一柱中挠度、材料应变一荷载的关系曲线并进行分析；得出碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式．结论采用碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的，T形截面柱加固的承载力计算公式对于类似的工程设计问题具有借鉴作用．     

T形截面RC纯扭构件极限强度

推导了钢筋和混凝土应变协调关系并考虑混凝土具有软化效应的本构方程，首先将矩形截面钢筋砼扭构件的扭矩以显式的形式用扭转角描述，依据试验结果所得出的变形条件，首次得到了Ｔ形截面钢筋砼纯扭构件极限强度的解析表达式。计算结果与试验相吻合，对现行设计方法提出了一种修正方案。     

混凝土结构构件等应力区内裂缝随机性仿真计算方法研究

针对混凝土构件材料强度和变形性质的随机性,采用数学方法提出构造混凝土极限拉应变数列的原理.结合钢筋混凝土有限元,建立了混凝土构件等应力区初始裂缝随机性的仿真计算方法,对钢筋混凝土梁纯弯段的裂缝规律进行了仿真计算.算例表明,本方法较好地描述了混凝土材料性质的随机性,计算结果与模型试验和工程实际规律吻合.     

低周反复扭矩下钢筋混凝土复合受扭构件的受扭性能研究

为了合理的设计反复扭矩下箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪构件的受扭承载力的方法,通过对六个箱形截面钢筋混凝土试件进行了双向压弯剪作用下的受扭性能试验,得到了构件在反复扭矩作用下的裂缝发展规律及破坏特征,扭矩-扭转角曲线特性、耗能能力,并讨论了轴压比和相对偏心距对构件受扭性能的影响.基于变角空间桁架模型得出了构件的承载力相关方程,并结合规范推导出一个实用公式,其计算值与试验值符合较好,且偏于安全,具有一定的参考价值.     

U型薄壁RC受扭构件非线性分析模型及应用

为实现混凝土U型薄壁受扭构件的非线性力学性能分析,本文基于Vlasov开口薄壁结构弹性理论、变角空间桁架模型和微分方程数值解法,提出了钢筋混凝土U型薄壁构件受扭非线性分析模型.针对开口薄壁受扭构件同时存在自由扭转和翘曲扭转的特点,分别推导了U型薄壁截面自由扭转和翘曲扭转非线性刚度分析模型,进而建立了开口薄壁构件受扭非线性分析模型.所提出的受扭非线性分析模型同时考虑了混凝土和钢筋的材料非线性特性、开口薄壁构件的几何非线性特性和自由扭转与翘曲扭转的耦合效应.利用所提出的受扭非线性分析模型编制相应的分析程序,并对5个U型薄壁钢筋混凝土构件进行受扭全过程分析,分析结果与5个U型薄壁钢筋混凝土受扭构件的试验结果均吻合较好,从而验证了所提出的U型薄壁钢筋混凝土构件受扭非线性分析模型的正确性.所提出的受扭非线性分析模型具有计算简单和分析精度较高的特点,可进行混凝土U型薄壁桥梁受扭非线性分析并为该类桥梁的工程设计提供参考.     

Numerical study on flexural behaviors of steel reinforced engineered cementitious composite (ECC) and ECC/concrete composite beams

Engineered cementitious composite(ECC)is a class of high performance cementitious composites with pseudo strain-hardening behavior and excellent crack control capacity.Substitution of concrete with ECC can largely reduce the cracking and durability problems associated with brittleness of concrete.In this paper,a simplified constitutive model of the ECC material was applied to simulate the flexural behaviors of the steel reinforced ECC and ECC/concrete composite beams with finite element method.The simulation results are found to be in good agreement with test results,indicating that the finite element model is reasonably accurate in simulating the flexural behaviors of the steel reinforced ECC flexural members.The effects of the ECC modulus,ECC tensile ductility,ECC thickness and ECC position on flexural behaviors in terms of ultimate moment,deflection and the maximum crack width of the steel reinforced ECC or ECC/concrete composite beam are hence evaluated.     

配筋梯度混凝土梁极限承载力分析

采用高强高性能混凝土替换普通混凝土压区形成了配筋梯度混凝土受弯结构构件,该类新型结构构件可达到使相对受压区高度易于满足截面容许受压区高度的目的.结合拉压区为异强混凝土的配筋梯度混凝土梁试验,获得了极限压应变、极限变形以及纯弯段箍筋应变等,着重分析了承载能力极限状态下平截面假定的适用性以及两类混凝土的整体工作性能.提出了配筋梯度混凝土受弯结构构件正截面承载力计算方法,探索了该类梁塑性铰转动能力与曲率延性.为配筋梯度混凝土受弯结构构件承载能力极限状态计算提供了理论支持与试验依据.     

内置箍筋砌块砌体轴压力学性能试验

为了增强砌块剪力墙结构的抗震能力,进行了7个内置箍筋的砌块砌体剪力墙约束边缘试件和1个无约束试件的轴压试验,约束箍筋设置在砌块壁内,试件的设计考虑了试件的体积配箍率、箍筋的形式和箍筋的间距影响.结果表明:砌块壁内设置了箍筋约束后,试件的承载力和变形能力都有较大程度的提高,破坏状态有了很大程度上的改善.参考箍筋约束混凝土的强度计算方法,提出了砌块砌体约束边缘试件的强度计算公式.     

单调扭矩下角钢桁架型钢混凝土构件复合受扭性能研究

针对我国目前型钢混凝土在实际工程中的广泛应用,而国内外对型钢混凝土复合受扭构件研究极少,通过制作3根承受单向压、弯、剪、单调扭矩复合作用下的角钢桁架型钢混凝土构件,以轴压比和扭弯比为研究参数,揭示了角钢桁架型钢混凝土柱复合受扭作用下的破坏特征和裂缝发展规律;对复合受力构件在扭矩作用下的非线性性能（包括扭矩-扭率关系、开裂扭矩、延性和承载力）进行了深入研究.     

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．