泡沫混凝土刚度软化与剪力传递关系模型

泡沫混凝土在应用中存在强度偏低、开裂、吸水等缺陷,在长期荷载作用下,泡沫混凝土会产生开裂,需要研究泡沫混凝土的刚度软化与剪力传递关系模型,准确描述混凝土结构长期变形及受力行为的徐变耦合特性,掌握服役期内的结构的长期变形及受力状态,为建筑结构防护提供参考。传统模型中仅考虑未开裂部分混凝土的徐变及开裂混凝土对整体刚度的影响,在裂缝的存在,使得混凝土结构刚度降低。提出一种基于裂缝坐标系下泡沫混凝土刚度软化与剪力传递关系模型,分析泡沫混凝土徐变产生及载重分配的机理,得到单轴受压条件下本构关系,按等效应力-应变关系来计算变化的切线弹性模量,在裂缝坐标系下,较准确地描述了泡沫混凝土的平均盈利比率变化与温度和刚度软化之间的关系,经算例验证表明,计算结果可靠,计算精度满足工程使用要求。     

群钉式钢-混凝土组合梁抗扭性能研究

为了研究双主梁钢-混凝土组合梁的抗扭性能,本文对群钉式钢-混凝土组合梁进行数值模拟,模型中混凝土采用塑形损伤模型,分析组合梁在受到扭转荷载时的全过程受力状态,得到钢-混凝土组合梁的钢梁、混凝土板的受力状态,以及裂缝开展情况,得到组合梁在扭转状态下的三个阶段,为组合梁的抗扭设计以及工程试验研究提供参考依据。     

ECC混凝土组合梁和普通钢筋混凝土梁疲劳性能研究

基于ABAQUS的有限元模拟技术实现了对梁体底部采用纤维水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,简称ECC)钢筋混凝土梁的100次,1000次,5000次疲劳荷载作用模拟,分析组合梁裂缝开展情况.本课题同时模拟尺寸参数与之相同的钢筋混凝土梁的模型。有限元分析数据表明,ECC组合梁能明显减少梁底部受拉区损伤程度,有利保护梁体内钢筋骨架,大大提高了混凝土梁的耐久性。基于有限元模型数值模拟结果,提出ECC混凝土组合梁抗疲劳设计建议。     

考虑刚度方法的组合梁动力特性研究

钢-混凝土组合梁是通过抗剪连接件将钢梁和混凝土翼板组合而共同工作的一种构件,兼有发挥钢抗拉和混凝土受压的优点,本论文基于以上优点采用理论分析、数值模拟的研究方法从组合梁的自振频率出发来研究钢混凝土组合梁的动力特性,研究成果对组合梁应用有一定的工程实用价值和理论研究意义。     

大跨结构中钢-混凝土组合梁受力机理研究

以通用有限元程序ABAQUS为平台,基于混凝土损伤塑性本构模型,充分考虑材料非线性和几何非线性,分析大跨建筑结构中钢-混凝土组合梁受分布荷载作用全过程内力变化、内力重分布、应力分布等复杂特性,深入揭示组合梁的受力机理和特点。为钢-混凝土组合梁在大跨建筑结构中的推广应用提供参考。     

单轴压缩下混凝土的徐变破坏试验研究

我们通过一个由弹性部分和易损部分串联组成的系统进行了瞬时施加一个单轴恒定荷载下混凝土的徐变破坏规律的试验研究。研究得到了全部试样在完全失效之前,表现出徐变过程的三个阶段:初始快速徐变阶段、稳定徐变阶段、加速徐变阶段。通过分析得到,当试件的长期应力高于瞬时抗压强度的80%时,试件发生徐变破坏。混凝土的抗压强度与破坏形态之间没有规律。抗压强度高,混凝土的破碎程度不一定大;破碎程度小,抗压强度也不一定低。     

线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型

研究线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型,对筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分布,构建钢筋混凝土柱状结构下的应力损伤模型,实现对混凝土梁抗拉强度幂值函数预测,对提高建筑物的强度具有重要意义。进行混凝土抗拉强度线性徐变的本构关系分析,综合考虑混凝土的材料非线性效应与时间非线性效应,根据低短期荷载模型设计混凝土结构的非线性徐变多块结构化网格,得到线性荷载下的混凝土梁多块结构化网格模型。试验采用4点弯曲分级加载方式,分别是试件DSHCW-1、试件DSHCW-2、试件DSHCW-3和试件DSHCW-4,进行幂值函数预测。得到不同等级地震作用下的剩余抗拉强度与承载力数值分析,构建混凝土的抗拉强度滞回曲线,实验结果得出,采用该试件模型,能有效提高混凝土梁的抗拉强度,通过对幂值函数准确预测,对混凝土梁结构的强度提高有较大贡献,为高层建筑抗震设计计算或加固提供数学模型和理论基础。     

徐变对铁路混凝土斜拉桥服役性能的影响规律分析

混凝土徐变是混凝土结构在长期服役过程中持续产生变形的主要因素。为探明大跨度混凝土斜拉桥在混凝土徐变作用下的长期变形及其影响，本文以某铁路混凝土斜拉桥为研究对象，基于实桥混凝土实验室测试数据和实地环境资料建立徐变修正模型，使用Midas Civil平台开展数值模拟和分析。研究结果表明：随着服役时间增加，混凝土徐变不仅导致主梁下挠，还会进一步导致拉索和主梁内力重分布。计算结果显示桥梁服役20年，主跨跨中下挠量达到87.89 mm;近塔端拉索索力显著减小，幅度达到11.43%,边跨远塔端索力小幅增长1.67%;索塔处混凝土主梁负弯矩峰值涨幅达到18.9%,易引发主梁开裂，需重点进行裂缝监测；索塔支座反力涨幅达到11.28%,是支座养护的重点部位。     

混凝土徐变的影响因素分析

在回顾混凝土徐变定义，描述参数和产生机理的基础上，讨论了各种因素对徐变的影响，介绍了影响混凝土徐变的内部因素和外部因素及其作用机理。介绍了各种对混凝土徐变影响因素的计算方法和影响趋势。     

轿车副车架模态试验及有限元分析

本文使用了试验与有限元两种手段对轿车副车架进行了模态特性的分析研究。首先对副车架进行了模态试验并提取模态参数,然后建立副车架的有限元模型,通过仿真计算获得其自由状态下的模态参数,之后将试验结果与有限元结果进行对比分析。最后在确定有限元模型可靠的情况下,模拟计算了副车架在真实约束下的模态特性,为分析副车架在工作状态下的动态特性提供有用参考。     

混凝土劈裂抗拉强度下复合墙板建筑结构优化

由于混凝土本身结构特性和各种缺陷的随机分布和随机增长,导致混凝土劈裂,在劈裂状态下为了提高混凝土墙体的抗拉强度,需要对复合墙板建筑结构进行优化设计。设计了一种优化的混凝土劈裂抗拉强度下复合墙板建筑结构,指导建筑设计和施工建设。通过统计分析方法,建立作用于建筑结构上劈裂荷载的统计模型,在劈裂冲击下,结构总弹性层间位移机制在预期的结构抗侧承载力作用下出现塑性失效,得到抗拉作用于建筑结构上的劈裂荷载参数模型。构建等效单自由度体系,试验中研究劈裂荷载作用下的单自由度钢梁动力响应,得到试件劈裂破坏形态图。仿真结果表明,采用该设计模型,能有效提高混凝土复合墙板建筑结构的强度,受劈裂损伤的影响较小,工程应用价值较高。     

基于有限元分析的高性能泵送混凝土框架结构变形研究

针对当前方法存在单调荷载作用下位移曲线的变化与实际结果吻合度低、在大变形下混凝土框架结构的受力特性较差的问题,提出基于有限元分析的高性能泵送混凝土框架结构变形研究方法。首先,简单介绍了混凝土框架结构的受力特点;其次,通过内力来确定混凝土的预应力配筋,获得使用荷载时的性能参数,构建混凝土框架横梁各段曲线方程,当正负等效荷载总和等于零时,可以减小混凝土框架结构梁端反力给柱轴力所带来的影响,在此基础上,对混凝土框架结构的最大裂缝进行计算,能够得到混凝土框架构件的等效应力等条件;最后,利用有限元构建混凝土框架结构的平衡方程,对高性能泵送混凝土框架结构变形进行分析。最终实现了对高性能泵送混凝土框架结构变形研究。试验结果得到,在对高性能泵送混凝土框架结构变形研究时,提出方法在单调荷载作用下位移曲线的变化更接近实际结果,并且在大变形下混凝土框架结构的受力特性较好,验证了提出方法的有效性。     

大跨度连续刚构桥长期下挠影响参数敏感性分析

为探究摩阻参数取值、预应力损失、顶板预应力束、底板预应力束、混凝土收缩徐变等因素对连续刚构桥挠度的影响,本文以贵州某三跨连续刚构桥为例,利用Midas/Civil建立有限元模型,并根据该成桥阶段及运营若干年的下挠量为判断依据,研究影响桥梁产生挠度的主要因素。结果表明：挠度会随着摩阻参数的增大而增大,混凝土收缩徐变对挠度的影响随着成桥时间的增加呈先增大后减小最后趋于稳定,混凝土收缩徐变和纵向预应力损失是造成连续刚构桥中长期下挠的主要因素,且顶板预应力损失比底板预应力损失对连续刚构桥挠度的影响更大。因此控制混凝土收缩徐变变形和减小预应力损失是控制桥梁长期下挠的有效措施。     

外部压力与尺寸效应对混凝土泌水性能的影响

混凝土泌水性能在土建结构中决定了建筑物的防水和承重能力。在长期荷载作用下,混凝土会产生开裂,影响混凝土的泌水性能,研究外部压力与尺寸效应对混凝土泌水性能的影响,为混凝土建筑结构防护提供参考。根据试验和数值模拟分析结果研究了混凝土试件外部压力下的尺寸应变与渗透系数之间的关系,探讨了等效塑性应变混凝土泌水性能的影响作用,最后以算例形式将成果应用在建筑物防水性能和开裂研究中,取得了较好的效果。试验结果表表明,该模型较好模拟不同测试单元受到泌水性能影响下的混凝土应力变化,不同单元的应力-应变曲线有较好的一致性,混凝土受拉过程的不同阶段应力变化和水泥浆体扩散系数计算准确,由此指导建筑施工配料和设计,提高施工质量。     

地震后混凝土屈曲关系剩余抗拉强度数值分析

研究超强地震后混凝土屈曲关系剩余抗拉强度数值分析问题,为灾后恢复重建和建筑受损评估提供数据依据。分析震后型钢混凝土屈曲关系模拟分析与试件结构的屈服场效应,构建混凝土材料在地震后的初始损伤和自由退化数学模型,得到混凝土混合材料的弹性模量,进行混凝土弹塑性模型网格划分和边界条件分析。从试验角度得到地震后型钢混凝土屈曲关系剩余抗拉强度数值分析结果,得到地震作用后两组试件的受损云图,最后得到不同等级地震作用下的剩余抗拉强度与承载力数值分析结果。研究得出,该数值分析模型得到剩余抗拉强度数值分析结果准确可靠,精度较高,公式计算结果与数值模拟分析结果符合较好,有效构建地震后混凝土屈曲关系剩余抗拉强度关系。在灾后损伤评估与修复重建中优越的应用性能。     

窄基塔随机风致振动响应及风振系数研究

小根开塔(窄基塔)是输电线路一种新塔型,属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载。本文以某一220 kV同塔双回路直线窄基塔为工程背景,建立了详细的有限元计算模型,获得了结构的自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Kaimal谱对结构的风荷载进行了准确的数值模拟。结合动力时程积分法,计算得到了结构的风致振动响应时程。研究了结构位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布特点,同时分析了结构各层的荷载风振系数和位移风振系数,并与我国规范进行了对比。通过研究,揭示了窄基塔的风致振动特性,结果可作为窄基塔结构抗风设计的参考。     

收缩徐变对砼斜拉桥索力和主梁标高的影响

收缩徐变是混凝土材料固有的时变特性,会导致混凝土结构受力与变形随着时间的变化而变化。斜拉桥属于高次超静定结构,其受力和变形受收缩徐变的影响更加明显,本文为了研究收缩徐变对这种复杂超静定结构受力和变形的影响,以某双塔单索面混凝土斜拉桥的某一施工阶段为例,通过理论计算和实际监测,研究分析了在某一挂篮移动阶段,混泥土收缩徐变在短时间范围内对拉索索力及主梁标高的影响。研究结果表明,收缩徐变的影响不可忽略。     

基于显示积分法的大跨越输电高塔风致振动响应研究

输电塔属于风敏感结构,风与结构的相互作用十分复杂,风荷载常常是设计的主要控制荷载。本文以某一高185 m的500 kV输电跨越塔结构为工程背景,建立了详细的有限元计算模型,获得了结构的自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Kaimal谱对结构的风荷载进行了准确的数值模拟。结合改进显示积分法的优点,计算得到了结构的风致振动响应时程。研究了结构位移平均值、位移均方根值和加速度均方根值的分布特点,同时分析了结构各层的荷载风振系数和位移风振系数,并与多种规范进行了对比。通过研究,揭示了超高输电铁塔的风致振动特性,结果可作为输电塔结构抗风设计的参考。     

基于直接变量法的钢管混凝土结构可靠度分析

将影响抗力及荷载效应不定性的各变量视为直接基本变量,对<钢管混凝土结构设计与施工规程>(CECS)中钢管混凝土纯弯构件的承载力公式进行了可靠度分析,并且研究了不同混凝土标号、钢号、荷载组合、荷载效应比以及含钢率等变异因素对钢管混凝土纯弯构件可靠度的影响.     

不同形式复合防护措施下混凝土墙体的抗爆效果分析

为了研究爆炸荷载作用下,不同刚柔复合防护措施对混凝土墙的防护作用,采用有限元分析软件ANSYS／LS—DYNA软件对设置不同防护层的墙体模型进行了数值模拟。混凝土墙体设置四边约束,采用HJC动态本构模型模拟。整体模型中考虑空气的影响,采用流固耦合算法来模拟破坏效应一结果表明,墙体受到爆炸荷载作用时,随着设置不同形式的复合防护措施,墙体的抗爆能力有所不同、