新型方钢管混凝土柱-钢梁节点的试验与非线性有限元分析

介绍了新型方钢管混凝土柱与钢梁节点在低周反复荷载作用下的试验结果,分析了内填混凝土、加劲肋长度和梁柱相对尺寸等对节点抗震性能的影响.试验结果表明:各试件实测滞回曲线比较饱满,具有良好的耗能性能.运用ANSYS8.0对各节点试件在低周反复荷载作用下的滞回性能进行非线性模拟计算,分析内填混凝土、加劲肋长度等因素对节点受力性能的影响,结果表明:内填混凝土和加劲肋长度对节点受力性能的影响较大,有限元所得的骨架曲线与实测曲线吻合较好.     

水平低周反复荷载作用下钢管混凝土框架柱的非线性有限元分析

介绍了矩形钢管混凝土柱的三维非线性有限元分析方法,建立了钢管混凝土框架柱的三维非线性有限元模型,利用此模型对在低周反复荷载作用下不同轴压比的钢管混凝土框架柱进行有限元分析,通过与在低周反复荷载作用下的钢管混凝土框架柱的实测滞回曲线、骨架曲线及位移延性进行对比,表明该模型的计算结果较为精确,可以应用于钢管混凝土的整体框架结构分析中,为进一步开展钢管混凝土柱的研究提供基础.     

CFST低周反复荷载作用下的力学性能数值模拟

为将混凝土损伤塑性模型应用于钢管混凝土柱(CFST)在低周反复荷载作用下的受力性能分析,合理选取钢材和混凝土的本构关系模型,利用有限元软件ABAQUS中混凝土损伤塑性模型,对方钢管混凝土短柱进行有限元模拟,绘制了荷载-位移曲线,并在此基础上对钢管混凝土柱进行了参数分析,研究了柱的轴压比、宽厚比和核心混凝土强度对方钢管混凝土短柱受力性能的影响。研究表明,轴压比和宽厚比对方钢管混凝土短柱的受力性能影响较大。     

T形件连接方钢管混凝土柱与钢梁的节点有限元分析

为考察T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁的组合节点在低周往复荷载作用下的受力特点,在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,对6个采用T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁试件的节点进行梁端单调加载的三维非线性有限元分析。选用4节点和8节点实体单元模拟节点域方钢管、H型钢梁、混凝土、T形件以及高强螺栓,针对节点域接触部位设置了96个普通接触对和32个粘结接触对,并均匀划分网格;采用设置2个分析步的方法对高强螺栓的预拉力影响加以考虑。有限元计算分析得到的节点域破坏形态、峰值抗弯承载力以及P–Δ曲线等结果与试验结果吻合程度较好。节点域应力分布规律分析表明,增大钢管壁厚或T形件翼缘厚度均能提高节点的承载力。     

方钢管混凝土柱-钢梁外隔板节点三维非线性有限元研究

采用通用有限元软件Ansys8.0,对一种新型方钢管混凝土节点进行三维非线性有限元数值模拟和不同强度等级的填充混凝土对节点受力性能影响分析,并与大尺度模型实验结果进行对比.分析结果表明:填充混凝土强度对节点的水平承载力有较大影响,随着混凝土强度的提高,节点的水平承载力增加;节点区域应力分布均匀.考察了不同钢管混凝土柱轴压比对节点力学性能地影响.结果表明:梁端先出现塑性铰,柱的刚度远大于两梁的刚度;节点区域混凝土应力分布均匀,没有出现压溃现象.有限元分析结果与模型试验结果拟合较好,证明了新型节点的可行性和合理性,有一定的工程应用价值.     

低周反复荷载作用下外包钢套加固方钢管混凝土柱试验研究

通过3根方钢管混凝土框架柱试验,研究了外包钢套加固后柱的抗震性能,进行了柱加固和加固后的低周反复试验,探讨了不同钢套厚度对外包钢套加固柱抗震性能的影响。通过分析柱的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、极限承载力、耗能能力及刚度退化等参数可知,外包钢套固柱的破坏形态仍为压弯破坏,该方法显著提高了柱的承载力和刚度,抗震性能得到了很大提高,说明外包钢套加固是一种合理且有效的抗震加固方法。提出了外包钢套加固方钢管混凝土柱的受弯承载力计算公式,计算与实测结果吻合较好。     

风荷载作用下钢管混凝土拱桥反应几何非线性有限元分析

采用非线性有限元法（U．L列式法）对钢管混凝土拱桥在静风荷载风荷载作用下的几何非线性行为进行了计算与分析,得出在风荷载作用下钢管混凝土的几何非线性因素不可忽略的结论。     

低周反复荷载下方钢管再生混凝土框架柱损伤试验研究

为了更加深入的了解地震作用下方钢管再生混凝土框架柱的损伤演化过程,设计制作了4根方钢管再生混凝土框架柱模型,通过改变加载制度、轴压比和含钢率进行了低周反复荷载试验。通过观察试件的破坏失效过程得到了试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力退化及耗能能力,并从损伤的角度出发分析了不同设计参数及加载制度对方钢管再生混凝土框架柱抗震性能的影响。研究结果表明,试件在地震作用下的损伤进程分为无损伤、损伤稳定发展及损伤急剧发展3个阶段;随着加载的持续进行,试件的损伤逐步加大,使得其承载力和刚度不断下降,从而导致试件的变形能力降低。该研究结果可供建立方钢管再生混凝土地震损伤模型作为参考,并为揭示损伤对方钢管再生混凝土柱力学性能的影响提供试验支撑。     

方钢管混凝土轴压短柱承载力非线性有限元分析

采用大型通用有限元分析程序ABAQUS进行了方钢管混凝土轴压短柱力学性能模拟,分析了各个阶段构件的承载能力。结果表明:有限元计算的极限荷载和荷载-平均纵向应变曲线与试验结果符合较好,说明网格划分、边界条件、材料本构关系的选取基本正确,适用于钢管混凝土短柱的非线性分析。     

方钢管再生混凝土短柱有限元分析

为了研究方钢管再生混凝土短柱的力学性能,在考虑再生骨料取代率、偏心距2个变化参数的基础上,设计了15个试件进行单调一次加载试验。利用ABAQUS有限元分析软件计算方钢管再生混凝土短柱不同影响因素下的极限承载力,并提出方钢管再生混凝土短柱轴压和偏压承载力计算公式。结果表明:理论计算结果与试验实测结果吻合较好。     

横撑对斜拉拱桥稳定性的影响

采用有限元法分析了横撑对斜拉钢管混凝土拱桥整体稳定性的影响.以湘潭市湘江四大桥为例,采用线弹性特征值稳定的分析方法,探讨了横撑布置位置、布置形式以及横撑刚度对斜拉拱桥稳定性的影响.结果表明,横撑对斜拉拱桥稳定性的影响体现了和一般钢管混凝土拱桥相同的性质,对结构稳定性影响最大的是桥面上3/8处的K字撑.增加横撑的数量比增加横向刚度更能提高稳定性,在同等数量的横撑下,增加横撑刚度才能起比较大的作用.横撑刚度增大,稳定性提高;刚度减小,稳定性降低,因此,采取增大横撑弦管尺寸或者改变材料特性来提高横撑刚度的方法提高稳定性,效果不明显.     

钢管混凝土哑铃形梁有限元分析

研究了腹腔内灌注混凝土的传统哑铃形截面梁和腹腔内不灌混凝土而以H型钢加劲的新型哑铃形截面梁,应用Fortran语言编制了有限元程序US-CFSTA,对这2种钢管混凝土哑铃形梁均进行了有限元分析。哑铃形截面主要是上、下2个圆钢管混凝土受力,且其受力性能与单根钢管混凝土圆管相似,上下圆管内混凝土的应力-应变关系采用考虑套箍作用的单圆管内混凝土本构关系;腹腔内的混凝土受钢管紧箍力作用的影响很小,其应力-应变关系可按普通混凝土考虑。研究表明,有限元程序US-CFSTA比通用有限元软件ANSYS更适合模拟钢管混凝土哑铃形梁的受力全过程,其结果与试验曲线吻合更好。     

无风撑钢管混凝土拱桥建模分析

结合康复南路跨线桥工程实例，阐述了利用Ansys建立钢管混凝土拱桥模型的一般方法-即首先建立拱桥的空间杆系单元模型。对复杂截面采用写截面的方法，同时在建横过程中使用数组来增强程序的可读性，并提出了施加预应力和吊杆初张力的方法．理论计算与实测结果对比分析表明，本建模方法正确可靠．     

含裂纹导电混凝土板发热效果的有限元分析

采用Marc有限元分析软件和自编的Fortran用户子程序,计算了含裂纹导电混凝土板的发热效果,并与试验结果进行了对比,说明该有限元分析方法是成功的。该计算过程可以为导电发热混凝土用于工程实际打下良好基础。     

钢管混凝土哑铃形构件抗弯刚度分析

钢管混凝土哑铃形构件的抗弯试验结果表明：钢管混凝土哑铃形纯弯构件具有良好的弹塑性和延展性.分析了钢管混凝土哑铃形构件变形随荷载变化的规律,得出了在不同受力阶段抗弯刚度的试验值,在此基础上,提出了钢管混凝土哑铃形构件抗弯刚度的简化计算方法 .     

带圆钢管的劲性高强混凝土轴压短柱的承载力及可靠度分析

为了探求一个合理的设计公式来计算带圆钢管的劲性高强混凝土柱在轴压下的极限强度，完成了包含13个短柱试件在内的轴心受压试验以研究该类柱在轴压下的破坏模式和极限强度．试验结果表明，在荷载作用下，直到荷载接近极限值时，柱中钢管、纵向钢筋以及混凝土三者之间的纵向应变基本上是协调的，计算结果与试验结果吻合良好，因此可以采用叠加原理来计算带圆钢管的劲性高强混凝土柱在轴压下的极限承栽力．此外，分析了该极限承载力计算公式的可靠度水平．分析结果表明，该承载力计算满足GB50068—2001对构件可靠指标的要求．     

船用钢板漏磁检测的三维有限元分析

为保证船舶的安全,满足对船用钢板进行定期检测的需要,提出利用漏磁检测钢板缺陷的方法,并对该方法进行了三维有限元分析和实验验证.在ANSYS软件中建立检测传感系统、磁化装置和钢板缺陷的三维模型,进行钢板缺陷附近的磁场分布状态的数值仿真,得出了船用钢板磁化后的磁场分布状态,计算出缺陷与磁场分布之间的对应关系曲线,并对缺陷进行判断.检测实验结果证明有限元计算是可靠的.     

钢/聚丙烯/钢复合板拉深中钢板变形有限元分析

用弹塑性大变形有限元方法模拟钢／聚丙烯／钢复合层板的拉深成形过程，揭示了两层钢板的塑性应变发展过程，分析了不同变形区域的塑性变形特征。对内层钢板，从板料中心沿径向依次处于非塑性变形状态、径向伸长类变形、周向压缩类变形状态。而对外层钢板，从板料中心沿径向则依次处于非塑性变形状态、周向压缩类变形状态、径向伸长类变形状态、周向压缩类变形状态。     

预应力碳纤维聚合物筋混凝土梁4点弯曲荷载作用下的试验与有限元分析

为了解决混凝土构件中钢筋锈蚀问题,可以用碳纤维聚合物筋替代钢筋作为增强材料,与混凝土共同受力.为研究这类构件的力学性能,以普通钢筋作非预应力筋,以碳纤维增强聚合物筋作无黏结预应力筋,制作了4根无黏结部分预应力混凝土简支梁,完成了试验梁的4点弯曲加载试验.通过有限元分析了这类梁的受力性能.结果表明:试验结果与有限元分析结果吻合良好.基于试验与分析数据,提出了这类构件正截面承载力的计算公式和刚度的计算公式.