中空箱形型钢混凝土纯扭构件承载特性数值模拟分析

随着型钢混凝土结构在建筑结构中的广泛运用,对型钢混凝土结构的承载能力研究就越来越重要,而扭矩荷载在建筑结构中普遍存在.基于台湾大学HSU H L的3根箱形型钢混凝土构件试验结果,利用有限元分析软件ABAQUS建立模型,对这3根型钢混凝土纯扭构件进行抗扭承载力分析,建模过程中采用内聚力黏结单元模拟型钢与混凝土之间的黏结滑移作用,使模型更接近真实状态.同时,利用试验结果对箱形型钢混凝土纯扭构件承载力计算公式进行验证,确保为工程设计提供正确的理论方法.     

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。     

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。     

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。     

钢筋混凝土纯扭构件的非线性有限元分析

为研究钢筋混凝土构件在扭矩作用下的受力性能,利用有限元软件ABAQUS建立了3个钢筋混凝土纯扭构件的有限元模型,分别以截面尺寸和配箍率为研究参数,对其受力全过程进行非线性数值模拟。有限元计算结果表明:截面尺寸和配箍率是影响钢筋混凝土构件抗扭承载力的重要因素,增大截面尺寸可提高构件的开裂扭矩和极限扭矩,增加配箍率可延缓裂缝的发展,提高构件的极限扭矩;模拟得到的开裂扭矩、极限扭矩与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的计算公式得出的计算值吻合较好。     

六边形钢管混凝土构件的受扭性能研究

通过有限元分析软件ABAQUS研究了六边形钢管混凝土构件的纯扭力学性能.首先建立了方形和圆形钢管混凝土纯扭构件的有限元模型,并将模拟结果与相应试验结果进行对比,以验证有限元模型的准确性;接着采用验证的有限元模型分析了六边形钢管混凝土纯扭构件的扭矩(T)-剪应变(γ)关系曲线、构件剪应力分布规律和钢管对混凝土的约束力分布...     

型钢混凝土受扭构件的非线性有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型,对型钢混凝土构件在纯扭矩作用下的整个受力过程进行了数值模拟。结果表明,有限元计算得到的极限荷载比试验值稍高,但总体上与试验值符合较好,说明利用ANSYS软件对型钢混凝土受扭构件进行数值模拟是可行的。     

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。     

纯扭作用下考虑黏结滑移的H型钢骨混凝土承载力分析

我国规范《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082—97)与《型钢混凝土组合结构技术规范》(JGJ 38—2001)中,对型钢混凝土在纯扭作用下的受力性能分析均未定义钢骨与混凝土间的黏结滑移.前者只是单纯的将型钢与混凝土进行简单叠加;后者则在平截面假定的基础上进行计算,不考虑型钢与混凝土之间的滑移.但是,经国内外大量试验结果表明,钢骨与混凝土之间的黏结滑移不能被忽略.在考虑黏结滑移的基础上采用ABAQUS有限元分析软件,对H型钢骨混凝土纯扭构件的受扭性能进行了分析研究,以传统强度叠加原理为基础,考虑黏结滑移的作用对H型型钢混凝土构件在纯扭作用下极限扭矩的计算提出了建议公式,并将建议公式计算值与有限元模拟值进行比较,得出的构件极限扭矩计算值与有限元模拟值基本吻合,验证了建议公式的正确性.     

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。     

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.     

考虑约束混凝土本构的压扭钢骨混凝土柱非线性受力分析

为研究考虑约束混凝土本构压扭钢骨混凝土柱的抗震性能,预先通过有限元分析软件ABAQUS建立承受压扭钢骨混凝土柱构件的有限元模型,对柱试件进行水平循环加载数值模拟,以轴压比、扭矩和含钢量为试验变量,分别从滞回曲线、骨架曲线、耗能性能、延性及刚度退化方面进行分析,研究压扭型钢混凝土柱构件的抗震性能,为复合受扭试验研究奠定基础。     

圆锥形中空夹层钢管混凝土压扭构件力学性能分析

为了研究圆锥形中空夹层钢管混凝土在压扭复合受力下的力学性能,通过有限元软件ABAQUS建立了圆中空夹层钢管混凝土压扭构件的数值模拟模型,并与已有的试验结果进行对比,验证了模型的正确性.用同样建模方法对圆锥形中空夹层钢管混凝土压扭构件进行了数值分析,分析了该类构件在压扭复合作用下的扭矩-转角全过程关系曲线、各部件的承载力...     

型钢混凝土复合受扭构件滞回性能的研究

为研究型钢混凝土复合受扭构件的滞回性能,试验考虑了轴压比、混凝土强度、扭弯比和配箍率对型钢混凝土柱复合受扭滞回性能的影响,研究了5个1/2比例的十字型钢混凝土柱在低周反复荷载作用下的复合受扭性能,同时,还与1个钢筋混凝土复合受扭柱进行了对比试验。并采用ABAQUS软件对试验全过程进行了数值模拟,发现,模拟结果与试验结果基本吻合,证明了用本文有限元分析方法来研究型钢混凝土构件的受扭性能是可行的。     

型钢再生混凝土柱基于ABAQUS的数值模拟

利用有限元分析软件ABAQUS对型钢再生混凝土（SRRAC）柱的受力性能进行了非线性数值分析。建立试件的有限元模型,对试验全过程进行非线性数值模拟,通过对比试验结果的荷载一位移曲线,分析了轴压比和再生骨料取代率对构件力学性能的影响,数值分析结果与试验结果吻合较好,表明有限元分析可以作为试验手段的有效补充,较好地模拟型钢再生混凝土柱的整个受力和变形过程。     

ABAQUS模拟型钢再生混凝土柱受压分析

利用有限元分析软件ABAQUS对型钢再生混凝土(SRRAC)柱的受力性能进行了非线性数值分析。建立试件的有限元模型,对试验全过程进行非线性数值模拟,通过对比试验结果的荷载-位移曲线,分析了轴压比和再生骨料取代率对构件力学性能的影响,数值分析结果与试验结果吻合较好,表明有限元分析可以作为试验手段的有效补充,较好地模拟型钢再生混凝土柱的整个受力和变形过程。     

CFRP加固方钢管混凝土在弯-扭荷载作用下的性能研究

为了研究方截面CFRP-钢管混凝土的弯-扭性能,以9个方截面CFRP-钢管混凝土弯扭性能试件的试验研究为基础,利用有限元软件ABAQUS模拟了方CFRP-钢管混凝土扭矩-转角(T-θ)曲线和破坏模态,并将模拟结果与试验结果进行比较。结果表明：模拟与试验结果吻合较好。在验证模型可靠性的基础上,对构件的受力全过程和参数分析进行了研究。在有限元与试验的基础上,提出了方CFRP-钢管混凝土的弯-扭承载力的计算表达式。研究表明：随着混凝土强度、钢材屈服强度和含钢率的提高构件承载力显著增大,随着CFRP层数增加构件承载力略有提高,随着弯矩比的增大构件承载力略有降低,提出的方CFRP-钢管混凝土的弯-扭承载力计算表达式所预测的试件承载力与试验结果基本一致。     

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.     

空腹箱形钢骨混凝土构件的抗扭性能研究

基于合理的材料本构关系模型,利用ABAQUS软件对空腹箱形钢骨混凝土构件在扭转荷载作用下的荷载-变形关系曲线进行计算,计算曲线与试验曲线基本吻合。在此基础上,对空腹箱形钢骨混凝土纯扭构件的工作性能进行分析,结果表明：这类构件具有较好的延性性能。     

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。