考虑地基摩阻作用的CRCP温度应力非线性分析

基于钢筋混凝土黏结滑移及混凝土路面板与地基之间的非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的力学模型以及按接触理论推导的有限元刚度矩阵。得出了有限单元法的数值解,分析了降温荷载作用下路面应力和位移的分布规律。讨论了裂缝间距、配筋率和钢筋直径对CRCP的影响。通过对连续配筋混凝土路面结构的温度应力计算,可以看出在相同的降温荷载作用下,随着裂缝间距的增大,钢筋和混凝土的最大应力呈非线性增加,同时不同的钢筋直径对CRCP的各种应力具有较大的影响。     

不同设计配筋下大偏压RC柱承载力抗震可靠度

为研究偏心距随机特性对不同设计配筋下RC柱承载力抗震可靠度的影响规律,采用解析方法,推导了以多个无量纲化设计参数表达的大偏压RC柱失效方程和配筋影响系数计算式。考虑规范中的柱配筋率要求,分析了荷载效应比值等设计参数在常用取值范围内时配筋影响系数的变化规律。结合已有的水平地震作用、竖向重力荷载、混凝土强度和钢筋强度等参数的概率模型,并考虑偏心距的随机特性,采用Monte Carlo方法进行了大偏压RC柱可靠度分析。结果表明：不同设计参数组合下大偏压RC柱配筋影响系数的变化离散性较大;当配筋影响系数较小时,增加配筋对大偏压RC柱可靠指标的改善作用不大;当该系数较大时,增加配筋对可靠指标的提升效果较明显。     

基于XFEM的钢筋混凝土梁开裂数值模拟

将扩展有限元法应用于钢筋混凝土简支梁开裂过程的数值模拟,采用三维实体单元与三维杆单元分别模拟混凝土与钢筋,在开裂区域预设与实验值相同间距的初始裂缝,并利用非线性弹簧单元来考虑钢筋与混凝土间的黏结滑移作用,得到了加载过程中裂缝的扩展情况、黏结滑移对裂缝扩展的影响、裂缝宽度与外荷载的关系以及纯弯段内裂缝处混凝土和钢筋中应力的分布.分析结果表明:计算得到的裂缝宽度与实验值吻合较好,黏结滑移会使得同样荷载水平下的裂缝更宽,钢筋和混凝土的应力分布与实际情况相符,扩展有限元不用重划网格、不用预设裂纹扩展路径,能有效地进行钢筋混凝土梁的开裂数值模拟.     

地基摩阻作用时CRCP有限元分析

笔者同时考虑基于钢筋混凝土粘结滑移及混凝土路面板与地基之间的非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面（CRCP）在温度荷载作用下的力学模型,以及按接触理论推导的有限元剐度矩阵,得出了有限单元法的数值解,分析了降温荷载作用下路面应力和位移的分布规律．     

多肋式梁桥在全过程中应力重分布研究

为了考察多肋式梁在全过程中受力性能,利用非线性实体退化壳单元理论研究了多肋式梁的应力重分布规律.混凝土和普通钢筋采用分层壳单元模拟,预应力钢筋采用组合壳单元模拟,推导了预应力钢筋对组合壳单元刚度矩阵的贡献和统一的非线性壳单元模式.利用Owen屈服准则、Hinton压碎准则和弹塑性强化模型考虑了混凝土和钢筋的非线性效应,有效模拟了预应力混凝土多肋式梁的开裂、屈服和失效全过程,并编制了相应的三维非线性全过程计算程序.结合破坏性试验资料可知,理论计算结果与试验数据吻合良好,并对预应力钢筋应力发展规律进行研究.结果表明,用实体退化壳单元模拟预应力混凝土多肋式梁是合适的,研制的非线性单元和非线性程序是正确的.     

小偏心钢筋混凝土受压柱卸载后的徐变后效研究

基于弹性徐变理论和线性叠加原理,研究了对称配筋的钢筋混凝土偏心受压柱中,钢筋和混凝土的应力-应变增量关系和递推公式;并且通过数值方法计算了考虑加、卸载后钢筋和混凝土应力-应变的变化过程;同时,分析了偏心距、配筋率、加载龄期及卸载时间等因素对长期荷载下钢筋混凝土偏心受压柱徐变特性和卸载后混凝土应力的影响规律.研究成果可为长期荷载下钢筋混凝土偏心受压构件的设计提供参考.     

叠合式双向板钢筋受力性能的试验分析与研究

对叠合式双向板和普通全现浇双向板进行加载试验。实验分为三组,其中一组为全现浇,另二组为叠合板,研究四边简支叠合式双向板在均布荷载作用下的荷载-应变的变化规律。试验结果表明,在加载相同情况下,叠合板与现浇板的荷载——应变曲线很接近,说明叠合板具有较明显的双向板特性。同时,叠合式双向板在极限荷载标准值下的钢筋应力很小,远小于钢筋的屈服强度。因此,叠合板的配筋按现浇双向板配筋理论计算,是满足规范设计要求的。     

辉腾锡勒风力发电机基础有限元分析

辉腾锡勒风电项目发电机钢筋混凝土圆形基础的主要受力钢筋配筋有两种配置形式:双向正交分布和径向分布,运用整体式体积率配筋的方法,建立风力发电机基础三维有限元模型.计算后得知:主要受力钢筋均满足强度要求.底部主筋配筋形式通过钢筋最大应力值和钢筋应力分布两方面的比较,采用径向分布要优于双向正交分布.     

循环荷载下钢筋混凝土ABAQUS粘结滑移单元

为了考虑钢筋混凝土结构数值分析中粘结性能对模拟结果的影响,提出了一个四节点的粘结滑移单元,单元嵌入在钢筋和2D或3D混凝土单元之间,单元宽度为0,长度同钢筋单元.沿钢筋方向的粘结应力与滑移关系为单元的本构方程,垂直于钢筋方向的位移由罚函数约束.开发了基于ABAQUS软件的应用程序,程序适用于循环加载的钢筋混凝土结构并考虑了粘结强度随荷载循环次数增大而退化的情况.开发的单元成功用于分析已有的拉拔试验并且数值分析的结果与实验数据吻合良好.     

三连拱主拱拱脚的局部受力分析

针对钢管拱桥的设计计算中,拱脚部分由于结构构造复杂,采用考虑了剪切变形的三维Timoshenko梁单元也无法对其受力状况进行准确和仔细地模拟,需要采用空间实体有限元进行分析才能得到较真实的结构受力状态和应力分布,采用midas FEA、midas Civil对某三连拱的主墩拱座进行了详细的实体分析,并采用应力分析结果指导了该区域的钢筋配置.     

高强钢筋梁柱节点梁纵筋粘结滑移有限元分析

基于分离式建模方法,分别采用实体单元、桁架单元和弹簧单元模拟混凝土、钢筋及两者粘结,建立了HRB500级高强钢筋梁柱中节点有限元模型.考虑混凝土膨胀角、黏性系数、损伤因子等参数的影响,基于混凝土损伤塑性模型分析了梁纵筋粘结滑移性能.结果表明,在反复荷载作用下,梁端加载处及梁上部纵筋的荷载位移曲线与试验结果基本吻合,裂缝开展同试件破坏形态基本一致.     

连续配筋混凝土机场道面节点的动载响应分析

针对连续配筋混凝土机场道面,建立有限元模型,并用ANSYS软件进行模拟分析．在移动荷载作用下,机场道面的面层上部节点竖向位移、应力最大,结合部位属于薄弱层,最容易破坏,交变的水平及横向应力是引起道面破坏的主要因素;节点塑性应变集中发生在面层中间节点附近,竖向最大,几乎是其余两个方向的两倍,水平向最小．钢筋单元应力时程曲线中,研究点最近的横向钢筋单元应力最大,且钢筋单元的应力远小于钢筋抗拉强度．     

配筋形式对四桩厚承台受力性能影响的研究

钢纤维混凝土四桩厚承台的性能试验研究结果表明,影响其极限荷载的因素主要有承台有效厚度、钢纤维体积率、混凝土基体强度等级、承台的剪跨比、纵向钢筋配筋率和配筋形式等,其中,配筋形式对钢纤维混凝土厚承台承载力的影响是很显著的.通过对4个底部配筋形式不同的桩基厚承台进行试验研究,表明底部钢筋按桁架模型配筋的桩基承台承载力最高.     

基于室内结构试验的半刚性基层开裂数值仿真

为获得半刚性基层沥青路面结构的力学参数并分析其变化规律,设计并修建了大尺度半刚性基层沥青路面结构室内试槽,采用逐级加载方法进行结构内部应力、应变和模量的分层检测与试验.在试验数据的基础上,建立道路三维有限元模型,验证模型正确后进行了承载板数值仿真试验,分析了超载引起的半刚性基层开裂位置、起裂荷载、裂缝状态、应力强度因子和裂缝类型等问题.结果表明:当交通荷载超过起裂荷载时基层裂缝开始出现,沿路面横向基层层底靠近承载板中轴线位置的单元首先开裂,裂缝在行车荷载作用下进一步向上扩展而形成基层横向裂缝;半刚性基层荷载型开裂主要以I型张开型裂缝为主,应力强度因子大小取决于施加的荷载大小、裂缝长度和模型几何尺寸,应重点从合理设计基层厚度、改进基层材料性能和严格控制超载几个方面减少半刚性基层裂缝的产生.     

温缩作用下双层连续配筋混凝土路面配筋率设计参数对比分析

利用钢筋等效原理建立双层配筋CRCP在温缩作用下的数值模型并进行验证,在此基础上运用L50正交表设计数值仿真工况,以横向裂缝宽度bj、纵向钢筋应力极值σ_s,max和混凝土应力极值σ_c,max作为评价指标,对11项配筋设计参数进行敏感性分析和显著性排序。显著性分析表明,线膨胀系数、温降和配筋率、粘结刚度系数、钢筋弹性模量对CRCP力学响应影响较为显著,应作为双层配筋CRCP主要设计指标。在双层配筋CRCP的配筋率设计试算中,建议将配筋率ρ依次按照ρ∈[0.60%,0.80%]、ρ∈[0.80%,1.00%]、ρ∈[1.00%,1.20%]三个取值区间进行试算;将连续配筋混凝土(CRC)板体的1/3厚度处作为上层纵向钢筋和下层纵向钢筋的取值基点。     

钢筋混凝土简支深梁拓扑优化设计方法试验研究

运用拓扑优化辅助完成工程设计是近年的一种新方法.利用钢筋分离模型GBESO获取基于应力均匀化分布的最优钢筋拓扑,为解决钢筋混凝土深梁等二维构件的工程配筋设计难题提供新思路.分别参照该优化算法的解和按中国规范推荐的深受弯构件经验设计方法完成了一组钢筋混凝土简支深梁配筋设计,并进行静力对比试验.结果 表明:钢筋分离模型GB...     

单跨配筋砌体框支转换梁的有限元分析

针对常用材料和构件几何尺寸进行正交设计,用三维实体单元建立单跨配筋砌体框支转换梁结构的三维实体分析模型,运用ANSYS程序对其进行有限元分析,得到设计控制截面的内力数据并进行了直观分析和方差分析,摸清配筋砌体框支转换梁结构的受力特点和影响内力的主要因素,由回归分析给出内力近似计算公式. 更多还原     

FRP筋-钢筋混合配筋梁受弯性能试验研究

按照"等效替代"原则设计试件H1～H3,试件H1和H2的强度等效配筋率ρ1相同,弹性模量等效配筋率ρ2不同;试件H2和H3的ρ2相同,ρ1不同.对比分析了ρ1和ρ2对混合配筋梁的开裂荷载和抗弯承载力的影响.结果表明,FRP-钢筋混合配筋梁的开裂荷载与强度等效配筋率ρ1、弹性模量等效配筋率ρ2均无关.强度等效配筋率ρ1保...     

钢筋混凝土界面脱粘的有限元计算

在不同加载方式下,通过ADINA中Parasolid和Native组合建模方法,建立了钢筋混凝土界面脱粘研究的三维有限元模型。通过模型参数选择,实现了对锚固深度、保护层厚度等因素的综合考虑。依据计算结果,探讨了锚固深度、保护层厚度、加载方式、钢筋和混凝土摩擦等对钢筋混凝土界面脱粘的影响。并通过进一步分析,提出了混凝土保护层厚度与钢筋直径比、钢筋锚固长度与直径比等的最优值,并针对荷载作用方式和加载频率,提出了工程防护建议。     

异型钢箱混凝土索塔锚固区空间力学行为研究

为了掌握异型索塔钢锚箱在索力作用下的受力性能和应力分布,以某主跨555m长的三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥为工程背景,通过ANSYS中APDL命令流参数化编程,分别采用空间实体单元与壳单元建立了不同的索塔钢锚箱有限元模型,对索塔锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究,并考虑了在不同加力方式下钢锚箱应力状态和分布特点。结果表明:在最不利荷载组合作用下,采用初应变加力方式,在锚垫板与承压板位置处应力较集中;采用均布力加载方式下,实体单元与壳单元计算结果较为吻合,能真实反映钢锚箱受力状态,但壳单元角点接触部位易出现应力计算失真。此计算结果为设计提供依据,对同类型的桥梁设计有一定的设计参考价值。