钢管混凝土中核心混凝土本构关系的确定

本文通过对混凝土单向受压及三向受压本构关系的讨论,考虑到钢管混凝土中核心混凝土的实际工作性能,提出了核心混凝土的本构关系。此本构方程与钢管混凝土中的独立参数和综合参数有关。     

钢管混凝土的等效本构关系研究

在总结现有钢管混凝土本构关系分析的基础上,将钢管混凝土简化为同一尺度的横观各向同性体来研究,并在弹性条件下利用应变能相等原理得到了宏观弹性系数,同时根据试验结果假设进入弹塑性阶段后各模量为二次抛物线变化,建立了钢管混凝土这种组合结构新的等效本构关系.并结合具体算例研究了弹性条件下材料强度变化和含钢率对各模量的影响,同时与前人的研究结果进行了比较,结果表明,该本构关系具有理论依据明确,参数易确定,能很好地反映组合构件材料物理性能的优点,为钢管混凝土结构进一步进行数值分析奠定了基础.     

混凝土的本构关系模型及其在钢管混凝土数值分析中的应用

本文简要回顾工程中最常用的材料－混凝土的本构关系模型的研究现状，并对混凝土的本构关系在钢管混凝土数值分析的应用问题进行了探讨。最后，提出一种适合于钢管普通混凝土和钢管高强混凝土轴压构件数值分析中的混凝土本构关系模型。     

钢管超高强混凝土的强度及本构关系预测

为安全有效的应用超高强混凝土，通过加载测荷载一应变关系的方法，对钢管超高强混凝土的力学性能进行了研究。研究结果证明，超高强混凝土经钢管约束后，塑性得到很大的改善，改善的幅度随套箍指标中的增加而增加，为彻底改善超高强混凝土的塑性，套箍指标中应≥0．48。推导出钢管高强超高强混凝土强度的计算公式和预测其本构关系的数学模型，结果证明强度计算值和本构关系预测结果与实测值吻合良好。     

自应力钢管轻骨料砼中核心砼的本构关系

总结现有的砼本构关系,经过试验和理论分析,修定了基于弹塑性理论的砼本构关系;确定了四参数强度准则的参数,使之适合于自应力钢管轻骨料砼的核心砼。     

自应力钢管轻骨料砼中核心混凝土的本构关系

总结现有的砼本构关系,经过试验和理论分析,修定了基于弹塑性理论的砼本构关系;确定了四参数强度准则的参数,使之适合于自应力钢管轻骨料砼的核心砼．     

利用内时理论描述钢管混凝土在复杂受力状态下核心混凝土的本构关系

本文总结了现有的混凝土本构关系,经过大量实例运算和理论分析,修正了基于内时理论的混凝土本构关系,并成功地运用于钢管混凝土压、弯、扭及其组合的复杂受力状态工作性能的分析计算。该模型具有理论依据明确,计算机时经济,参数易确定的优点,从而为进行钢管混凝土构件的数值分析奠定了基础。     

钢管混凝土结构研究新动向

本文对国内外现有计算理论和公式的实质进行了分析.提出把钢管混凝土视为一种新的组合材料进行研究的新概念.在正确选定钢管和核心混凝土本构关系的基础上,首次导出了组合材料轴心受力时本构关系全过程.得到组合材料的物理力学性能指标:屈服点、弹性模量、切线模量和强化模量等.按照构件的几何参数:面积、惯性矩、截面抵抗矩和截面回转半径等,即可导出各种构件的计算公式.形成了以本构关系为基础的一整套具有一定理论基础的计算体系,为研究钢管混凝土结构开创了一种新途径.     

混凝土受拉损伤本构关系的研究

尽管混凝土的基本破坏机理是微开裂,但是混凝土在受拉与受压时破坏机理仍有所区别。基于不同逆过程热力学,在已有受压损伤模型的基础上建立了混凝土受拉损伤模型。在模型中假定受拉与受压的差别主要表现在损伤演化上。在处理拉压应力同时发生的情形时,引入拉压相关因子Ｃｏｋ,定义等效应力σｅｑ＝ＣｏＲσ＾＋＋σ＾－,仍采用受压的本构关系,只在考虑损伤演化时用等效应力代替Ｃａｕｃｈｙ应力。模型与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土构件双重非线性分析

采用三维等参元离散钢管混凝土构件,同时考虑了几何非线性、材料非线性、混凝土开裂和钢与混凝土结合面处的粘结与滑移等因素,给出了研究钢管混凝土构件的有限元计算方法,并通过对典型算例和钢管混凝土构件实验的分析证明了计算方法的正确性和适用性。     

矩形中空夹层钢管混凝土轴压性能有限元分析

利用ANSYS软件对矩形中空夹层钢管混凝土柱这一新型构件的轴压性能,从加载到破坏全过程的力学行为进行了非线性有限元分析。分析模型考虑了钢材和混凝土材料非线性的本构关系,得到轴压短柱加载全过程的荷载—应变曲线。计算结果与已有试验结果吻合,证明采用本模型分析矩形中空夹层钢管混凝土轴压短柱的非线性问题是可行的。     

矩形钢管混凝土T型节点极限承载力及其参数分析

矩形钢管混凝土桁架具有整体刚度大、抗震性能好、节点形式简单、施工方便、节点承载力大、造型优美的优点,广泛应用于我国的桥梁和空间结构等大跨、重载结构中。矩形钢管混凝土T型节点常见于Vier-endeel和Fink桁架中,节点的合理与否对结构的安全性与工程造价有很大影响。国内外对其研究虽然开展相对较晚,但已经引起多方面的足够重视。本文应用大型有限元软件ABAQUS对T型节点进行参数分析,以探究各参数影响其静力力学性能的规律。     

基于组合单元的圆钢管混凝土结构非线性分析

基于圆钢管混凝土组合截面轴力-应变关系和轴力一弯矩一曲率关系实用计算方法,采用U.L列式单元增量平衡方程,引入平面梁单元非线性分析方法,建立了钢管混凝土结构组合单元法非线性有限元分析理论.编制了相应的非线性有限元程序,对已有钢管混凝土结构的面内受力,如钢管混凝土偏压柱、不等端弯矩钢管混凝土偏压柱、钢管混凝土压弯构件和钢管混凝土模型拱肋等进行双重非线性有限元分析,与基于钢管混凝土拉压数值本构模型的分层梁单元非线性分析理论比较.结果表明,两种分析方法的载荷一变形曲线和极限承载力都很接近试验结果,与分层法相比,组合单元法直接根据杆端力求解截面刚度,不用分层计算截面刚度,加快了计算速度.     

矩形钢管混凝土柱力学性能非线性有限元分析

为了更好地研究矩形钢管混凝土柱的力学性能,在以往试验和理论研究的基础上,提出一种适用于任意截面形状的三节点八自由度单元模型.结合混凝土和钢材的本构关系建立了非线性有限元模型,用于对单调和反复加载受力方案进行计算分析.对包括纯弯、轴压、偏压和低周反复荷载等多种受力模式下的矩形钢管混凝土试件进行计算,并与试验结果进行比较,两者较为吻合,证明所提出的非线性有限元分析方法可以较好地模拟矩形钢管混凝土的受力和变形性能.     

有限元法研究钢管混凝土框架的滞回性能

建立了钢管混凝土框架结构的三维非线性有限元分析模型,通过与在低周反复荷载作用下的方钢管混凝土框架结构试验所得的滞回曲线进行对比,可见该模型的计算结果较为精确,可以应用于框架的结构分析中.利用此模型对在低周反复荷载作用下的柱轴压比不同的钢管混凝土框架结构进行有限元分析,对比研究了其滞回曲线和位移延性系数,得出了随着框架柱轴压比的增大,框架延性降低的结论.     

CFRP-薄壁圆钢管混凝土组合短柱的非线性有限元分析

利用ANSYS软件建立了CFRP-薄壁圆钢管混凝土组合短柱、钢管混凝土柱、素混凝土柱对比柱的三维有限元模型,并对比分析上述3种构件在轴压作用下的延性和极限承载力的差异.研究结果表明:CFRP-薄壁圆钢管混凝土柱的极限承载力比钢管混凝土柱有较大提高(模拟的单层粘贴构件约提高11％,双层粘贴构件约提高25％),且整体刚度好,表现为弹性阶段轴向位移小,当CFRP断裂后,钢管能继续提供塑性支持;钢管混凝土柱的极限承载力比素混凝土柱提高约4倍,延性也得到很大改善;ANSYS模拟值与文献[1]中的试验值和计算值吻合较好.     

Effect of contact thermal resistance on temperature distributions of concrete-filled steel tubes in fire

To predicate the temperature distribution of concrete-filled steel tubes(CFSTs) being exposure to fire,a finite element analysis model was developed using a finite element package,ANSYS.A suggested value of contact thermal resistance was therefore proposed with the supporting of massive numbers of collected test data.Parametric analysis was conducted subsequently towards the cross-sectional temperature distribution of CFST columns in four-side fire,in which the exposure time,width of the cross section,steel ratio were taken into account with considering contact thermal resistance.It was found that contact thermal resistance has little effect on the overall temperature regulation with the exposure time,the width of cross-section or the change of steel ratio.However,great temperature dropping at the concrete adjacent to the contact interface,and gentle temperature increase at steel tube,exist if considering contact thermal resistance.The results of the study are expected to provide theoretical basis for the fire resistance behavior and design of the CFST columns being exposure to fire.     

有肋钢管混凝土结构有限元分析

依据电测实验试件各项参数建立有限元计算模型,对混凝土充填无肋钢管结构及有肋钢管结构进行了非线性有限元计算分析,有限元计算与电测实验结合起来运用,可以拓宽对电测实验试件的载荷变形关系进行预测的范围、减少实验次数,降低实验费用、加速了对混凝土充填有肋钢管结构研究的过程,在时间和经济效益方面,有重要的现实意义。     

高温下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能

火灾下无防火保护的结构构件温度会迅速上升,从而造成钢材和混凝土的强度明显下降。为了研究火灾下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能,考虑火灾下钢管约束型钢混凝土柱的不均匀温度分布及温度对材料力学性能的影响,提出了火灾下受轴心荷载作用的钢管约束型钢混凝土柱承载力的计算方法。利用有限元软件ABAQUS对提出的计算方法进行了验证,结果吻合较好。进而采用该计算方法对影响高温下承载力的参数进行了分析,研究表明：随着构件截面尺寸的增加以及混凝土强度和钢材强度的提高,构件的承载力逐渐增加,而钢管壁厚的改变对承载力并无太大影响。利用有限元软件ABAQUS分析了荷载比、构件尺寸、钢管壁厚等因素对构件耐火极限的影响,发现耐火极限随着荷载比和钢管壁厚的增加而减小,随着构件尺寸的增加而增大。