铝合金E形截面薄壁梁受弯整体屈曲分析中本构模型的探讨

针对铝合金应力-应变曲线无明显屈服平台的特点,使用ABAQUS软件,采用不同材料本构模型,对门窗和幕墙工程中常用的E形截面构件的整体屈曲进行分析.结果表明,三段无硬化本构模型具有计算精度较高、计算结果偏于安全和使用简便适于工程运用的特点.     

钢筋超高性能混凝土梁受剪性能细观分析

为了研究钢筋超高性能混凝土(UHPC)梁的受剪破坏机理，对8根UHPC梁进行了受剪性能试验，设计变量包括钢纤维掺量、剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距。结果表明：钢纤维桥接作用能够显著提高UHPC梁受剪承载力，限制裂缝发展，减小裂缝间距；随着剪跨比增大，受剪承载力减小但变形能力增强；随着配箍率增大，受剪承载力提高，且增设箍筋能够显著改善UHPC梁峰值荷载后的受剪性能，减小斜裂缝宽度和长度；掺入钢纤维和增设箍筋均能够减小斜向变形(垂直于支座与加载点连线方向的混凝土变形),提高UHPC梁开裂后刚度。结合UHPC梁剪切受力特点，分别确定了临界剪切裂缝界面钢纤维、纵筋销栓作用、剪压区混凝土和箍筋等对受剪承载力的贡献，建立了UHPC梁细观多参数受剪承载力计算式。采用该计算式与5种常用计算式对收集的102根UHPC梁受剪承载力进行预测，发现采用细观多参数受剪承载力计算式的预测值与试验结果吻合较好，进而分析了常用设计参数对受剪承载力的影响规律，发现当剪跨比增大时，剪压区混凝土的受剪承载力会显著减小；纵筋销栓作用和临界剪切裂缝界面钢纤维的受剪承载力均随纤维特征值的增大而提高。     

基于细观力学的盐岩蠕变损伤本构模型研究

在对盐岩在蠕变试验中所表现的损伤特征认识基础上,利用对应性原理建立了基于细观力学的盐岩蠕变损伤本构模型。该模型能够体现考虑损伤和不考虑损伤的蠕变力学过程的巨大差别,应变率随着有效蠕变应力的增大而增大的特征,及在一定畸应力作用下随着静水压力的增大蠕变应变率变小的特征。     

一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型

针对粗粒料的剪胀特性和强度非线性,在经典弹塑性理论框架内,建立了一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型。模型采用基于颗粒材料细观结构变化推导得到的屈服函数,在此基础上由非相关联流动法则得到的剪胀方程,结合粗粒料典型的三轴压缩试验结果,引入一种无黏性土的压缩模式,构造了能够统一描述粗粒料剪胀、剪缩特性的硬化参数。阐述了由常规三轴试验和等向压缩试验确定模型全部7个参数的方法。对3种粗粒料三轴压缩试验结果进行了预测,预测结果与试验结果吻合良好,说明模型能够合理地反映粗粒料的应力变形特性。     

混凝土宏细观本构模型研究进展

对国内外宏细观本构模型的研究进展进行了总结,从而比较了混凝土宏观和细观研究的优缺点,表明了混凝土多尺度分析方法的重要性。建立了宏细观多尺度建模和分析方法,该方法能够模拟混凝土宏观非线性特征和细观损伤破坏的全过程,形象地解释了混凝土损伤破坏的本质。     

碳纤维加固混凝土梁受弯承载力试验

由于设计和施工缺陷,或建筑物使用过程中的损伤、老化及使用功能的改变,需要对现有结构进行维护和补强加固,提高其安全性、适用性和耐久性。较常用的结构加固方法有粘贴钢板法和增大截面法。碳纤维材料由于轻质、高强、耐腐蚀、施工方便等特性,非常适合于结构补强加固。本文通过对碳纤维加固的梁进行受弯承载力的试验,来研究碳纤维对梁受弯承载力的影响。1试验1.1试验材料试件的混凝土设计强度为C25,主筋采用Ⅱ级钢,214,架立筋26(Ⅰ级筋),箍筋为8@120。采用FTS-C1-30碳纤维材料,积层厚0.165mm,材料单位面积重300g/m2,抗拉强度为3.55kN/…     

FRP筋混凝土梁受弯性能的全过程分析方法

在充分考虑了由于FRP筋与混凝土间的滑移产生的应变损失、梁裂缝的开展情况及受拉混凝土贡献的前提下,提出一种更接近于实际的FRP筋混凝土梁的全过程分析方法。经与试验结果对比,吻合良好,可为相关工程实践提供依据。     

常温养护超高性能混凝土弯拉性能及轴拉本构模型

根据水化反应方程和紧密堆积理论确定了常温养护下超高性能混凝土(UHPC)的基础配合比,基于此考虑水胶比和钢纤维掺量设计了8组UHPC抗弯试件。通过四点弯曲试验,分析了试件的受弯破坏形态、荷载-挠度曲线、弯拉特征参数和弯曲韧性等;基于试验结果采用倒推方法得到了UHPC轴拉应力-应变曲线,采用回归分析提出了考虑纤维特征的轴拉本构模型,并经过材料和构件两个层次的验证。结果表明：掺加钢纤维可抑制主裂缝的发展,从而明显改善UHPC的抗弯韧性,钢纤维掺量为2.0%的UHPC弯曲韧性指数达到116.9 J;随着水胶比增大,试件抗折强度和峰值挠度均呈下降趋势;增大钢纤维掺量明显提升了试件弯曲性能,掺入2.0%钢纤维的UHPC与未掺纤维相比,其初裂挠度和抗折强度分别提升157.14%和148.63%;当纤维含量为1.5%～2.0%时,试件具有良好的弯拉性能;水胶比对曲线平台段趋势影响不大,纤维掺量大于1.0%时曲线具有较明显的应变硬化特征,可保证UHPC良好的抗拉性能,其应变硬化特征随着纤维掺量增大而变得更明显;所提模型对UHPC受拉应力-应变关系具有较好的预测性。     

混凝土损伤本构模型

结合国内外资料,列举了几种具有代表性的混凝土损伤本构模型,详细介绍了各种模型的优缺点,并提出了今后的研究任务和目标。     

用人工神经网络建立混凝土本构模型

分析了混凝土本构关系的复杂性，介绍了运用神经网络建立混凝土本构模型的基本方法，探讨了人工神经网络技术中存在的问题，从而促进人们准确全面地分析需要设计的结构。     

凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的受弯性能

文章将混凝土与竹材组合,提出一种新型凹槽销栓型竹-混凝土组合结构,为研究凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的受弯力学性能,对5组组合梁和1组对比竹梁进行四点弯曲试验,试验参数包括连接件间距及其数量,试验主要测试试验荷载、跨中挠度、竹梁与混凝土翼缘的应变以及竹梁与混凝土翼缘的界面相对滑移。试验结果表明,凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的破坏模式表现为两种:第Ⅰ类以混凝土翼缘斜向剪切破坏为控制,脆性特征明显,发生于连接件间距较密时;第Ⅱ类是以凹槽混凝土剪压破坏为控制,发生于连接件间距较疏时,连接件的凹槽内混凝土破损严重,破坏之前有明显的预兆。相对于对比竹梁,组合梁在各级荷载下的跨中位移大幅降低,截面刚度得到大幅度的提高,与对比竹梁相比,组合梁的承载力提高了1.23～1.61倍,对应跨中挠度为L/250和L/300时的荷载P_L/250和P_L/300平均提高了3.81倍和3.95倍,在正常使用荷载下,凹槽销栓型竹-混凝土组合梁的组合系数为0.86～0.98,组合截面的混凝土和竹材两种材料呈现良好的整体工作状态,凹槽销栓型连接件表现出刚性连接件的特征,具有较高的组合...     

预制大悬臂预应力UHPC薄壁盖梁#br# 抗弯性能的试验研究

为解决传统混凝土盖梁自重大、难以实现全预制拼装的技术难题,文章提出一种全预制轻型预应力超高性能混凝土（UHPC）大悬臂薄壁盖梁结构,自重减轻40%左右。为探究该结构的正截面抗弯及抗裂性能,结合实际工程,设计一片1∶2大比例缩尺模型并完成全过程加载测试,获得结构的变形、应变、裂缝分布特征及开裂荷载、破坏荷载等关键结果;基于试验结果、UHPC材料的应变硬化特性及法国和瑞士UHPC规范,深入研究结构的初裂弯矩、名义开裂弯矩及抗弯承载力的计算方法。同时,采用ABAQUS软件中的塑性损伤（CDP）模型进行仿真分析,结果表明：新型UHPC盖梁具有良好的受力和变形性能,抗裂性能良好、裂缝具有多元分布特征;根据本文方法计算得到的抗弯承载力和开裂弯矩与试验结果吻合良好,且偏于安全,建议计算初裂弯矩和名义开裂弯矩时塑性影响系数分别取为1.0和2.0;实际工程中适当增加预应力钢筋、减少普通钢筋,有助于提高结构受力性能。     

超高性能混凝土有腹筋梁受剪性能及受剪承载力研究

为了研究超高性能混凝土（UHPC）有腹筋梁的受剪性能,对7根UHPC梁进行了受剪性能试验,变化参数包括剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、钢纤维掺量等。试验结果表明：UHPC有腹筋梁的破坏形态有弯曲屈服后的剪切破坏和剪压破坏,破坏时梁表面呈现斜向多条裂缝形态;箍筋可以提高UHPC梁开裂后刚度,钢纤维和箍筋均可以提高UHPC梁的变形能力和受剪承载力,足够的箍筋和钢纤维共同作用可以进一步提高UHPC梁的延性;配箍率增加,梁腹部会出现较密的短斜裂缝。提出了UHPC有腹筋梁受剪承载力计算模型,其中包括剪压区混凝土、斜裂缝处钢纤维、箍筋及纵筋销栓作用对于梁受剪承载力的贡献,模型计算值与试验值吻合良好。     

钢筋UHPC梁正截面抗弯承载力计算方法

超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,UHPC)是一种高强、高韧性和高耐久性的新型水泥基复合材料,具有广阔的应用前景。由于UHPC内的钢纤维能有效控制裂缝开展并提高UHPC的抗拉强度,因此,UHPC构件抗弯承载力分析时,一般计入截面受拉区UHPC的抗拉作用,但对于如何考虑受拉区UHPC的抗弯贡献,国内外相关研究结果间存在较大分歧,因此值得进一步研究。首先,编制钢筋UHPC梁正截面抗弯承载力分析程序,分析不同设计参数对截面受拉区UHPC抗弯贡献的影响。结果表明:配筋率、梁高、钢纤维长度、截面形状和预应力水平是影响受拉区UHPC抗弯贡献的主要参数。基于参数分析结果的回归分析,提出截面受拉区UHPC的均匀分布应力折减系数k的计算公式;通过引入受拉翼缘面积折减系数k_f,考虑不同截面形状的影响。在此基础上,提出不同弯曲破坏模式下钢筋UHPC梁抗弯承载力的简化计算方法,并以国内外115根钢筋UHPC梁抗弯承载力试验结果验证所提方法的适用性。     

高性能混凝土梁正截面受力性能试验研究

通过14根模型梁的三分点加载试验研究，分析了掺加高效减水剂、粉煤灰、磨细矿渣和聚丙烯纤维对高性能混凝土梁正截面受力性能的影响，并将试验结果与有关混凝土结构设计规范的计算值进行了对比，初步验证了混凝土结构设计规范（GB50010-2002）对高性能混凝土梁的正截面设计计算的适用性，为大掺量外掺料高性能混凝土在工程上的应用提供了依据。     

基于分形理论的装配式ECC叠合梁受弯性能及损伤演化研究

为研究水泥基复合材料(ECC)底板及后浇层的梁构件的受弯性能及损伤演化规律，设计并制作了11根梁试件，研究其在不同配筋率、ECC底板厚度和钢筋连接形式下的受弯性能。采用分形理论研究试件的分形维数与试件跨中位移、延性、一阶频率、静动刚度等参数的关系，提出基于动刚度及静刚度退化的损伤演化规律。结果表明：与传统钢筋混凝土梁相比，底部带有ECC预制底板的梁试件的延性、屈服荷载、屈服位移和破坏时的分形维数均有所提高。试件的延性和破坏时的损伤指数随分形维数提高而提高，而弯曲刚度、一阶频率随分形维数提高而降低。采用分形维数估算试件的损伤可作为损伤评定的一种有效的技术手段。     

基于CSC模型的UHPC构件侧向低速冲击分析

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)较普通混凝土具有更优异的强度、韧性和耐久性,广泛应用于桥梁墩柱和建筑承重柱,而上述构件存在车(船)、滚石等侧向低速冲击的潜在威胁,为此,针对UHPC梁/柱构件在侧向冲击下的损伤破坏和动态响应进行数值仿真分析.现有商用模型中广泛采用...     

配筋UHPC湿接缝界面抗弯性能及影响因素

制作普通矩形、密配筋矩形、打孔矩形、楔形和菱形5种类型的现浇超高性能混凝土(UH-PC)接缝板试件,并对其进行抗弯试验,研究了配筋UHPC-普通混凝土(NC)湿接缝界面的抗裂能力、抗弯性能和破坏模式.通过轴拉试验探讨了NC表面处理方式、NC湿润度、UHPC养护龄期和养护方法等对UHPC-NC界面抗裂性能的影响.结果 表...     

钢筋超高性能混合纤维混凝土梁力学性能试验研究

超高性能纤维混凝土具有高强度（抗压、抗拉）、高延性和高耐久性的优势,但其抗拉强度仍远低于抗压强度。将端钩型和哑铃型钢纤维按不同比例混合,采取自密实成型和常温标准养护方法,试验研究了配置440MPa纵向钢筋的超高性能纤维混凝土梁。通过12根梁的静载试验,研究了钢纤维体积率为2.0%和2.5%时,不同纤维混合比例的钢筋超高性能纤维混凝土梁的力学性能。试验结果表明：加入钢纤维后梁的极限荷载和延性显著提高;在纤维体积率2.0%时,钢筋超高性能纤维混凝土梁比配筋相同的钢筋混凝土梁承载力提高20%~41%,延性系数提高3.9~6.7倍。钢筋端钩纤维混凝土梁的承载力和延性较钢筋混凝土梁分别提高39%和5.1倍,钢筋哑铃纤维混凝土梁的承载力和延性分别提高20%和3.9倍;钢筋混合纤维混凝土梁的承载力介于钢筋端钩和钢筋哑铃纤维混凝土梁之间。参照现行规范提出了钢筋超高性能纤维混凝土梁正截面极限弯矩的计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。图11表6参17     

Flexural behavior of ECC hollow beams incorporating different synthetic fibers

Twelve ECC beams with three different fiber types, along with four normal concrete beams, were tested in this study to evaluate the influence of cross-sectional hollowing on their flexural performance. The fiber types used were nylon monofilament (NM), low-cost untreated polyvinyl alcohol (PVA), and polypropylene (PP). Three different square hole sizes of 60, 80, and 100 mm with cross-sectional hollowing ratios of 0.16, 0.28, and 0.44, respectively, were adopted for each group of beams in addition to a solid beam. All beams were tested under four-point loading using a displacement-controlled testing machine. The test results showed that ECC beams can mostly withstand higher cracking and ultimate loads compared to their corresponding normal concrete versions. The results also showed that both the ductility and toughness of the ECC beams are higher than those of the normal concrete beams and that the ductility values of the hollow beams with a hole size of 60 mm are higher than those of the corresponding solid beams. Moreover, hollow ECC beams with hole sizes of 60 and 80 mm exhibited a higher ductility than a solid normal concrete beam.