一种分析混凝土灌芯石膏墙板的简化计算模型

建立了混凝土灌芯石膏墙板的简化计算模型,给出了混凝土芯柱的弯矩-曲率关系和剪切单元的荷载位移骨架曲线.利用该模型对混凝土灌芯石膏墙板试验进行了分析,计算曲线和试验曲线比较一致,表明该模型不仅力学概念清晰,计算简单,而且具有较好的计算精度,便于在整体结构的计算中使用。     

钢筋混凝土双向偏压异形柱构件非线性分析

基于一种合理的钢筋和混凝土本构模型，以x,y方向的曲率和截面形心应变为参数，利用数值方法对钢筋混凝土异形柱构件进行非线性全过程分析，得到了弯矩-曲率全曲线（N-M-φ全曲线）．在得到N-M-φ全曲线基础上形成钢筋混凝土异形柱非线性分析的基本方程，通过与一般数值分析方法得到的异形柱N—M-φ全曲线进行对比，两者计算结果吻合较好，但该方法概念更加清晰．该研究成果可应用于钢筋混凝土异形柱的非线性有限元全过程分析．     

钢筋混凝土压弯构件全过程分析的能量法

本文讨论了钢筋混凝土矩形截面弯矩—曲率—轴力关系.利用能量原理提出了钢筋混凝土压弯构件从加载到破坏的非线性全过程简化分析法.该方法的程序简单,可以用手算.与湖南大学37根构件试验结果的比较表明,按本文公式分析的结果是满意的.利用本文公式可以计算钢筋混凝土压弯构件的曲率延性和位移延性比,表明本文方法对抗震设计是有效的.     

小受压区高度RC梁正截面的破坏状态

采用条带积分法,应用计算机编程,对相对受压区高度为0.15左右的钢筋混凝土梁的弯矩-曲率关系进行全过程分析,得出弯矩-曲率关系曲线,并给出弯矩与混凝土应变、钢筋应变及梁的相对受压区高度的对应关系.结果表明钢筋屈服后,受压和受拉合力大小不变,内力臂略有减小,截面抗弯承载力略有降低.纵向受拉钢筋应变为4 500×10-6时,梁达到正截面承载能力极限状态.     

圆不锈钢管混凝土轴压力学性能的有限元分析

在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.     

新型冷弯翼缘闭合组合受弯构件的力学性能

利用空翼缘梁的独特截面优势,以空翼缘梁及其适当变形后的翼缘多折线空翼缘梁为基础,将两种截面经过合理变形,并经两两组合电弧点焊形成两类新型截面形式——翼缘闭合组合截面DHF1、DHF2。采用非线性有限元方法,通过分析新型截面受弯构件的弯矩—曲率曲线、参数变化极限弯矩曲线和变形云图,全面考查了截面高度、截面宽度、板件厚度和闭合区高度比等参数对构件的变形模式、屈曲特征、极限弯矩、中点相对挠度等方面力学性能的影响规律。研究表明,新型截面构件的受压侧板件局部屈曲不易出现,从而抗弯能力和抗局部变形能力强,并且当闭合区高度比较大时构件的延性较好。冷弯翼缘闭合新型组合截面作为受弯构件具有较为优越的力学性能,可以深入试验研究并合理推广使用。     

基于概率密度演化方法的古建筑残损木构件可靠度研究

【目的】建立随时间变化的古建筑残损木构件多因子强度退化模型，验证基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析的适用性，提高古建筑残损木构件可靠度分析的计算精度和效率，为古建筑保护中构件力学性能的量化和评估提供科学依据。【方法】综合考虑长期荷载、腐朽、虫蛀和干缩开裂对木材损伤的影响，借助已有模型和理论，建立木构件多因子损伤时变模型并推导出强度退化模型。以某古建筑木结构的典型柱为例，根据强度退化模型确定影响参数，对残损影响参数进行灵敏度计算及排序，通过设定阈值确定影响构件残损的关键参数，将非关键参数常数化以实现参数的初步降维。通过拉丁超立方法在关键参数的参数域内选点得到1 000组代表点，基于强度退化模型计算残余强度变化率，根据概率密度守恒构建概率密度演化方程，利用差分法求解得到残余强度比与随机参数的联合概率密度函数，在随机参数域内积分求得残余强度比随时间变化的概率密度函数，最后将概率密度函数在安全域内积分得到构件可靠度；同时基于蒙特卡罗法随机抽样产生10 000组参数数据对残损木柱进行可靠度分析，对比分析两种方法计算出木柱服役时间为1～1 000 a时的失效概率。【结果】随服役时间增加...     

桥梁抗震设计实用建模方法比较分析

地震作用下桥梁结构响应结果的准确性很大程度上依赖于其建立的有限元模型.以一座三跨规则连续梁为例，系统地总结和研究了进行桥梁抗震设计时不同构件和边界条件的模拟方法，并采用3种方法分别建立了集中参数模型、简化模型和精细化模型，在输入相同的地震波后进行非线性时程分析, 并对其响应结果进行比较.分析结果表明：采用前两种简化模型计算的结果误差很大，且较难反映支座、横向挡块和伸缩缝等构件的非线性响应；采用精细化模型计算的结果能更准确地反映桥梁结构的多种非线性响应，更好地适用于基于性能的桥梁抗震设计.     

异形钢管混凝土柱选型与设计

异形钢管混凝土柱在工程中已有应用,但没有相应的设计规程,要寻找适用于异形钢管混凝土柱受力特征的设计方法,保证其安全性和经济性.基于工程应用和试验研究成果,分析了异形钢管混凝土承重柱设计原则,探讨了截面选型和承载力计算方法,提出了设计建议.     

海水侵蚀混凝土强度的智能分析方法研究

本研究根据试验室测定的不同循环次数下的海水侵蚀混凝土的强度,建立了混凝土强度智能分析模型,并采用遗传算法进行了模型参数的优化计算,然后根据模型计算混凝土强度,其结果与实测数据吻合较好,其平均相对精度大于96%。该智能分析模型可以用于海水侵蚀混凝土强度的分析,并且实现了混凝土强度分析智能化。     

钢板笼混凝土节点滞回性能的数值模拟

钢板笼混凝土是一种新型的混凝土结构,具有整体性好、施工快速、较好的延性和耗能能力等优点。采用ABAQUS有限元程序,对钢板笼混凝土边节点和钢筋混凝土边节点进行非线性分析,建立了三维有限元数值模型,分别计算和分析了节点构件在往复荷载下的荷载-位移响应。计算模型对混凝土在反复荷载作用下的损伤、节点构件的几何非线性以及梁端钢筋和混凝土之间的粘结滑移加以考虑。数值模拟结果表明,有限元结果和试验结果吻合较好,基本能满足工程实际的需要。     

L型木塑构件结构强度特性的研究

将L型构件简化成L型构件模型,并将其连接看作是半刚性节点,通过最大破坏载荷、角应变、抵抗弯矩、等效弹性模量等指标,分析了不同臂长对木塑L型构件结构强度的影响.研究结果表明:臂长对木塑L型构件结构强度的影响显著,且臂长越短,结构强度越大.臂长对连接结构强度也有较大的影响,臂长在150 mm左右时,连接性能最好.     

钢管混凝土梁柱节点抗剪承载力分析

从钢管混凝土染柱节点的受力状态出发,探讨了轴向力、钢管、柱端弯矩及染端竖向剪力对节点抗剪承载力的影响,介绍了圆钢管混凝土节点抗剪承载力的计算公式,采用有限元分析软件ANSYS建立了三维非线性有限元计算模型,通过对有限元计算结果和公式计算结果的对比可知,所建模型适用于圆钢管混凝土-钢梁节点的有限元分析。     

火灾后预应力混凝土连续板力学性能试验与分析

完成了7块火灾后两跨无黏结预应力混凝土单向连续板受力性能试验.基于试验结果,拟合出火灾后预应力混凝土连续板中无黏结筋剩余应力、极限应力的计算公式,提出了火灾后预应力混凝土连续板正截面承载力计算公式.根据火灾下温度场分布沿板厚方向将截面分条带,引入火灾后钢筋、混凝土本构关系,基于截面轴力、弯矩平衡,获得了火灾下预应力混凝土板任意截面的弯矩-曲率关系全曲线.基于支座变形协调方程,可用割线刚度法对支座反力进行迭代求解,计算板在外荷载(曲率荷载)与支座反力共同作用下的弯矩、挠度和支座位移,进而对截面曲率积分可求得连续板的变形.试验结果表明:初始有效应力越高、受火时间越长,火灾后连续板预应力钢丝应力损失越严重;保护层厚度越小、受火时间越长、荷载水平越大,火灾后板跨中截面承载力降低幅度越大;受火时间越长、荷载水平越大,板中支座截面承载力降低幅度越大.     

混凝土应力图形简化对截面抗弯强度的影响

根据混凝土受压应力-应变关系的常用曲线方程，对受弯截面压区混凝土应力进行了矩形应力简化，推导得到了等效矩形应力图形高度及应力强度的一般公式。选取4种应力-应变关系模型，计算得到了矩形应力图形的简化结果．并分析了单筋截面不同模型的相对抗弯强度及其与GB50010-2002《混凝土结构设计规范》(简称《规范》)建议值的相对误差。分析表明，不考虑混凝土受压的软化性能将过高估计截面的承载力，《规范》建议值导致截面抗弯强度计算值提高近5％，且在截面高配筋率下更为显著。     

均布荷载作用下钢-混凝土组合梁界面滑移近似计算及其效应分析

为了计算钢-混凝土组合梁的截面滑移及其对梁强度和刚度的影响。提出了具有界面滑移的钢-混凝土组合梁的总荷载及截面总弯矩由2部份组成。不考虑滑移的组合梁承担整体荷载及整体弯矩，能自由滑移的叠合梁承担局部荷载和局部弯矩。基于Bernoulli梁理论和抗剪连接件线性剪力-滑移模型。建立截面总弯矩分配的计算公式．给出均部荷载作用下简支组合梁的栓钉剪力及界面滑移近似计算公式。得到了考虑滑移的组合梁在弹性阶段截面弹性应力、跨中挠度的计算公式及挠度增大系数。     

基于折线先张法的预应力混凝土箱梁计算分析

依据折线预应力混凝土相关理论与箱梁仿真分析,得出折线张法预应力混凝土预压应力箱梁承载能力计算相关公式,从而为折线先张法预应力箱梁工程应用提供理论依据。通过对梁箱模型的建立与单元划分、参数设定与负载与规范条件等方面的方法对预应力混凝土箱梁仿真分析,再通过实验的方法对折线张法预应力混凝土箱梁正截面受弯承载力进行分析,从而获得折线张法预应力混凝土箱梁正截面受弯承载力、受剪承载力、以及开裂矩与抗裂验计算方法。结果表明,开裂弯矩实际检测值比计算的值更大,说明折线先张法预应力混凝土开裂弯矩可以根据混凝土结构设计有关公式进行核算,然后还具备一定的抗裂储备。     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.     

高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌冻胀破坏力学模型探讨

【目的】探讨高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌结构冻胀破坏的力学模型,为实际工程中衬砌体的设计与建设提供参考。【方法】根据冻土力学、材料力学及高等数学知识,提出渠道坡板的计算简图是在法向冻结力、切向冻结力和法向冻胀力共同作用下的简支梁,渠底板是与两衬砌相互作用的压弯构件,进而依据合理的简化和假设,提出并建立高地下水位弧底梯形渠道混凝土冻胀破坏的力学模型,并进行了实例应用研究。【结果】通过建立的高地下水位弧底梯形渠道混凝土冻胀破坏力学模型,不仅能计算出弧底梯形渠道坡板、底板的控制内力及最大弯矩作用点,而且可以计算出渠道衬砌渠坡板所受的法向冻结力,并可估计混凝土板可能发生胀裂的位置。【结论】弧底梯形渠道混凝土衬砌结构法向冻胀力小,法向冻结力作用点在距渠顶1/5处,整体变形及抗冻胀能力强,并优于梯形渠道,为以后的渠道防冻胀设计提供了科学依据。     

考虑黄土结构性的修正邓肯-张模型研究

【目的】对基于重塑土建立的邓肯-张非线性模型进行修正,使其能够应用到具有结构性的天然原状黄土应力应变计算中。【方法】基于综合结构势对结构性的研究和常规三轴试验,分析了原状黄土的力学特性和应力比结构性参数与应变的关系,利用应力比结构性参数对原状黄土的应力应变曲线进行校正。将应力比结构性参数引入邓肯-张模型中对其进行修正,使其能够满足原状结构性黄土的应力应变计算。【结果】应力比结构性参数具有较好的变化规律,经过应力比结构性参数校正后的天然原状黄土应力应变曲线由软化或弱软化型曲线变成硬化型曲线。【结论】修正后的原状黄土应力应变曲线完全可以应用邓肯-张模型进行计算,模型参数合理有效,为邓肯-张模型在原状结构性黄土中的应用提供了一种新的方法和途径。