粗骨料超高性能混凝土高温热工参数细观模拟与离散性分析

高温下粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)的热工参数是该类结构工程抗火设计的基本数据,而热工参数离散性是构件层次耐火性能离散性的重要原因之一。为了研究CA-UHPC高温热工参数的取值规律及其离散性,在考虑钢纤维和骨料随机分布的细观几何模型的基础上,采用孔隙率随机场表征砂浆的非均质性,得到同时考虑夹杂相和砂浆双随机的细观几何模型;将基体高温热工参数和孔隙率关联,赋予各组分对应的高温热工参数,从而形成双随机细观传热模型;采用有限元方法对CA-UHPC高温下的热工参数进行了计算,并讨论不同组分参数变化等对高温热工参数取值和离散性的影响。研究结果表明:采用双随机细观模型可以更为合理地反映CA-UHPC的非均质特征,能很好地模拟由于砂浆非均质性引起的混凝土材料宏观热工参数的离散性;当各组分含量相同时,夹杂相和砂浆孔隙率的空间随机分布均对CA-UHPC宏观导热系数有明显影响,但对宏观密度和比热影响较小;采用考虑抽样试块各组分含量的随机性方法时,可以合理地模拟CA-UHPC试块宏观密度和比热的离散性。

考虑初应力影响的圆钢管混凝土柱抗震性能研究

由于钢管混凝土特殊的施工模式以及管内混凝土的长期收缩徐变,使得其实际工作的应力状态和常规实验室条件下的单次加载存在明显不同,在一定程度上可以简化为钢管的初应力问题。为了探究钢管初应力对钢管混凝土柱抗震性能的影响,完成了6根圆钢管混凝土柱单调加载和低周反复加载试验,分析了钢管初应力度对试件破坏形态、骨架曲线和滞回曲线的影响规律;在此基础上,分别采用实体模型和纤维模型对考虑钢管初应力影响的钢管混凝土柱的抗震性能进行有限元模拟。结果表明:钢管初应力对钢管混凝土柱的推覆性能影响明显,初应力越大,钢管混凝土柱承载力越低;钢管初应力对其抗震性能影响不明显,仅使得滞回曲线在加载初期刚度降低,随着循环次数的增加,钢管初应力的影响越来越小。该研究可为考虑施工及服役过程影响的钢管混凝土柱抗震性能评估提供参考。

基于分层壳的装配式剪力墙抗震性能模拟分析

预制装配式混凝土结构在我国得到了大力发展,其中剪力墙结构体系应用最为广泛,如何准确和高效地模拟装配式剪力墙构件及体系的抗震性能是设计中亟须解决的关键问题之一。为了兼顾计算精度和成本,基于分层壳单元和考虑钢筋与混凝土滑移效应的Clough本构模型,建立了现浇和装配式剪力墙抗震性能分析的有限元模型。结合已有现浇和装配式剪力墙抗震性能试验,对所建立的有限元模型进行了试验对比验证,重点分析了不同模型参数取值对不同形式的剪力墙滞回性能模拟结果的影响规律。结果表明:基于分层壳的模型可以很好地模拟以弯曲破坏为主的剪力墙抗震性能,包括捏拢效应和刚度退化等性质;对于以剪切破坏为主的剪力墙,模型也能较好反映其损伤及破坏等定性规律,但是滞回曲线的刚度退化还存在一些差异,说明现有的弹塑性损伤本构还不能很好地反映往复加载下混凝土的剪切行为。该研究可为装配式剪力墙结构体系的抗震性能分析和评估提供参考。