基于转动角软化桁架模型的FRP连续螺旋箍筋混凝土梁的非线性分析

为分析配置纤维增强复合(fiber reinforced plastics/polymers,简称FRP)连续螺旋箍筋的混凝土梁的受剪机理,采用混凝土开裂后的主压应力轴与水平轴之间的夹角(转动角)为裂缝开展角,建立了受剪单元的力学模型,据此建立了试件的转动角软化桁架模型,包括应力平衡方程、应变协调方程以及混凝土软化双轴本构关系等材料本构关系。在此基础上,采用迭代和逐次逼近的数值分析方法,对试件进行了受剪非线性全过程分析。采用建议的模型,对FRP连续螺旋箍筋混凝土梁的抗剪承载力和抗剪破坏模式进行了预测,所得结果与试验结果较为吻合。

钢-混凝土组合箱梁的抗扭强度

共进行了9根钢-混凝土组合箱梁的扭转试验,其中4根用于研究纯扭性能,5根用于研究弯扭性能,初步掌握了该类型梁的抗扭机理。组合箱梁截面通过两种机制抵抗截面扭矩:U形钢梁和混凝土翼板组成的组合箱形截面(称为组合抗扭),及混凝土翼板开裂后形成的等效箱形截面(称为混凝土翼板抗扭)。组合箱梁在扭转中,截面上存在组合作用,即混凝土翼板和钢梁间存在相互约束作用。U形钢梁的抗扭贡献在于:它不仅作为组合箱形截面的重要组成部分,自身承担较大的扭矩,而且向混凝土翼板提供纵向约束,抑制混凝土裂缝的开展。在试验分析的基础上,采用钢筋混凝土变角软化桁架模型,建立了适于分析钢-混凝土组合箱梁复合弯扭强度的三维桁架模型。该模型充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程,可以较准确地用于预测组合箱梁的极限强度。此外,还对组合箱梁的弯扭相关强度进行了研究。

波形钢腹板PC组合箱梁纯扭作用下抗扭承载力计算模型

以扭转理论和固定角软化桁架模型为基础,推导了纯扭作用下波形钢腹板PC组合箱梁的抗扭承载力计算模型。该模型针对组合箱梁极限状态时,波形钢腹板处于屈服和未屈服状态两种情况,分别建立了剪应变连续与剪力流连续方程,模型同时考虑了不同位置预应力筋对抗扭承载力的不同作用。通过四根试验梁抗扭承载力理论计算结果与试验数据的对比分析,结果表明本文提出的计算模型不仅能够有效的计算抗扭承载力,还能计算出混凝土开裂后的扭矩—扭率曲线。

波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭性能全过程分析

为获得波形钢腹板混凝土组合箱梁在纯扭矩作用下全过程的扭矩-扭率曲线,基于混凝土开裂前后2个阶段,建立了组合箱梁纯扭性能全过程分析模型.针对混凝土开裂前阶段,考虑截面宽高比和波形钢腹板形状的影响,提出了组合箱梁弹性扭转刚度的修正公式,同时引入普通钢筋和预应力筋的影响,修正了组合箱梁开裂扭矩计算公式.对于混凝土开裂后阶段,针对RASTM T中混凝土已开裂和忽略混凝土拉应力的不合理假定,提出了考虑扭率计算值修正的组合箱梁纯扭转非线性分析方法.然后,利用C++语言编制了组合箱梁纯扭性能全过程分析计算程序.分析结果表明,模型计算值与试验值吻合良好.该模型可准确预测波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭转受力全过程的扭矩-扭率曲线.

钢-混凝土组合梁抗扭特性研究

通过４根组合梁的纯扭试验，并参考另外已有的４根组合梁的试验结果，讨论了受扭组合梁的破坏形态。根据软化桁架模型理论，通过平衡、变形和协调条件，建立了组合梁抗扭特性分析的方程式，并给出了一种计算组合梁抗扭特性（抗扭强度、扭转角、开裂角、钢筋和混凝土应力、应变等）的简化算法，结果表明：理论值和试验值符合较好，可供组合梁的抗扭设计使用。

波形钢腹板PC组合箱梁纯扭性能的非线性分析

在钢筋混凝土变角软化桁架模型薄膜元理论的基础上,提出了针对波形钢腹板PC组合箱梁这种新型桥梁结构的纯扭性能分析模型。在该模型中对该类型箱梁的受力特点进行了合理简化,建立了一组充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构关系的方程,并给出了求解这些方程的有效算法。对部分试件的计算验证表明:该模型可以用于准确预测极限抗扭承载力,同时为混凝土翼板开裂后梁的全过程分析提供了有效途径。

钢-混凝土组合梁扭转的组合作用分析

在试验及理论分析的基础上,对开口截面钢-混凝土组合梁在扭转中的组合作用进行研究。组合梁在扭转中,即使是纯扭作用下,截面上仍存在组合作用,分析时不能忽略混凝土翼板和钢梁间的相互约束作用,否则会低估组合梁的抗扭能力。钢梁自身的抗扭作用很小,钢梁对组合梁扭转的贡献在于,它向混凝土翼板提供了纵向约束。在钢筋混凝土变角软化桁架模型(RA-STM)的基础上,通过引入平截面假定,以考虑组合梁扭转中的组合作用,建立适于分析开口截面钢-混凝土组合弯扭性能的三维桁架模型:在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。所分析内容充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。计算结果与试验结果吻合良好。此外还简要评价了现有的组合梁极限扭矩计算公式的不足。

应用改进的稳健设计法分析深梁抗剪强度

为深梁的试验、设计和施工提供基本依据,应用改进的稳健设计法,并引入新的信噪比,考虑剪跨比、混凝土强度、水平箍筋屈服强度和竖向箍筋屈服强度等因素.用软化桁架模型分析钢筋混凝土深梁抗剪强度,并应用改进的稳健设计法对影响深梁抗剪强度的因素进行分析,得出了各种影响因素的重要程度.深梁的抗剪强度对混凝土强度这个因素最为敏感,剪跨比次之,水平钢筋屈服强度、竖向钢筋屈服强度影响最小.与田口方法相比改进的稳健设计法的分析结果与试验结果吻合较好,应用更加准确、方便.

开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能非线性分析

在钢筋混凝土变角软化桁架模型的基础上,提出了适于分析开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的三维桁架模型。在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。分析充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。通过对部分试件的计算验证,结果表明该模型不仅可以用于预测组合梁的极限强度,而且为混凝土翼板开裂后组合梁全过程分析,提供了有效途径。

固定角软化桁架模型的新计算方法

对钢筋混凝土薄板单元的固定角软化桁架模型提出了一种从应力到应变的新计算方法 ,与原计算方法相比 ,该计算方法试算次数少 ,计算精度高 ,可以模拟 τlt～γlt曲线的下降段 ,计算结果与6个板的试验结果吻合较好。

转角软化桁架模型在RC变梁节点抗剪分析中的应用

在以往试验研究基础上,建立考虑左、右梁高不等特性的中节点等效核心区在剪、压复合作用下的计算模型,应用转角软化桁架模型对10个钢筋混凝土变梁中节点试件进行受剪分析。研究结果表明:基于转角软化桁架模型计算得到的节点剪应力-剪切变形曲线与试验曲线较吻合;与现行规范给出的半经验计算公式相比,转角软化桁架模型有明确的力学计算模型,可为钢筋混凝土框架节点的抗剪设计提供参考。

钢筋混凝土矩形截面复合受扭构件的软化桁架模型解

本文探讨用软化桁架模型分析钢筋混凝土矩形截面复合受扭构件。将其内力和变形关系分成开裂前和开裂后两阶段,开裂前按弹性工作状态计;开裂后用不等厚薄壁箱形截面代替矩形截面,用折减剪力的办法考虑核心混凝土的抗剪作用,使之与抗扭的桁架模型相协调。文未据此编制了矩形截面复合受扭构件全过程分析程序,并将计算结果与实测值作了比较.

应用简化的软化桁架模型设计钢筋混凝土短牛腿

阐述了简化的软化桁架模型的传力途径、设计步骤.用简化的软化桁架模型对钢筋混凝土短牛腿进行抗剪强度分析和设计,考虑的参数包括混凝土强度、剪跨比和水平箍筋的数量.通过对一个钢筋混凝土短牛腿的实例进行了验算,与混凝土结构设计规范(GB50010-2002)规定方法的计算结果是一致的,证明了所提出的简化的软化桁架模型的有效性、实用性.

配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件全过程分析

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,并对试验构件进行了全过程分析.在考虑钢纤维高强混凝土抗拉强度作用时,能较好地模拟试验构件的荷载-变形全过程,不仅能较准确地得到极限扭矩,而且可以获得开裂扭矩,其结论也得到相关钢纤维高强混凝土纯扭构件试验结果的证实.

稳健设计在深梁抗剪强度分析中的应用

介绍了稳健设计法,并引入信噪比,用软化桁架模型分析深梁抗剪强度,并用稳健设计法对影响深梁抗剪强度的因素进行分析,得出了各种影响因素的重要程度,同时通过试验结果加以比较分析,为以后的设计和施工提供了依据。

普通配筋小跨高比连梁的受剪承载力分析

利用钢筋混凝土软化桁架模型分析了小跨高比连梁的受剪承载力性能。对比试验结果可知,软化桁架模型可以用于小跨高比连梁的整个加载历程分析,分析结果与试验现象一致。此外,依据箍筋和混凝土相对贡献的大小,可以清楚地识别小跨高比连梁的三种剪切破坏模式(少筋、适筋、超筋破坏)。对于每一种破坏模式,给出了受剪承载力计算公式。计算结果与试验结果符合良好。给出了小跨高比连梁设计方法。

钢筋混凝土无腹筋短梁受剪承载力计算的软化桁架模型

提出了集中荷载作用下无腹筋混凝土简支短梁斜截面受剪承载力计算的软化桁架模型.该模型考虑了斜裂缝出现后混凝土应力-应变软化的特性,满足平衡方程和协调方程,理论计算结果与所收集到的试验结果对比符合较好.

应用改进的稳健设计法分析梁柱外节点抗剪强度

介绍了改进的稳健设计法,并引入新的信噪比,考虑的因素包括混凝土强度、水平箍筋屈服强度和竖向箍筋屈服强度.用软化桁架模型分析梁柱外节点抗剪强度,并应用改进的稳健设计法对影响梁柱外节点抗剪强度的因素进行分析,得出了各种影响因素的重要程度,与田口方法相比改进的稳健设计法的分析结果与试验结果吻合较好,应用更加准确、方便.

基于固定角软化桁架模型的钢筋混凝土纯扭构件非线性分析

在固定角软化桁架模型的基础上,提出了钢筋混凝土构件在纯扭作用下的非线性分析方法。根据平衡条件、变形协调条件和材料本构关系,推导出16个方程,其中包含20个变量。而后根据扭转问题的特点,提出了求解这些方程的有效算法。该方法不仅可以预测受扭构件的极限强度,而且可以预测其开裂后的荷载-变形历史。通过对63个试件的计算验证,计算结果与试验结果吻合良好。

高强钢筋混凝土墙板受力过程简化计算方法

在钢筋混凝土转动角软化桁架模型的基础上,推导出从应力到应变的简化计算方法来模拟高强钢筋混凝土墙板受力全过程。提出计算方法的计算结果与8个墙板的试验结果吻合较好,且比其它学者提出的从应变到应力的计算方法计算简便。研究结果为高强钢筋混凝土墙板的设计和承载力验算提供参考。