基于改进MCFT的GFRP-RC梁抗剪承载力分析

通过三维细观数值模拟方法,建立了大尺寸GFRP筋混凝土(GFRP-RC)梁剪切破坏力学分析模型,研究了剪跨比、纵筋率和梁深对GFRP-RC梁裂缝倾角及荷载-位移曲线的影响规律。并以修正压力场理论(MCFT)为基础,根据剪切裂缝宽度沿梁深变化的特点,建立了考虑裂缝宽度沿梁深变化的平均裂缝宽度计算模型,提高了修正压力场简化公式的计算精度。鉴于此,提出能考虑剪跨比及大尺寸影响的无腹筋GFRPRC梁抗剪承载力计算方法,并通过213组试验和模拟数据验证其合理性及准确性。与规范计算结果相比较,结果表明,本文所建立的平均裂缝宽度计算模型合理有效,基于此得到的MCFT简化公式能较好的预测大尺寸无腹筋GFRP-RC梁的抗剪承载力,为GFRP-RC梁的抗剪设计提供了理论参考和方法。

基于MCFT理论的钢纤维混凝土梁的截面分析

根据钢纤维混凝土的特性,对MCFT理论的裂后混凝土平均主应力-平均主应变关系进行了修正。在Vecchio和Collins对钢筋混凝土板在纯剪作用下截面分析的基础上,叠加了弯矩的作用,建立了钢纤维混凝土梁在弯剪复合作用下的截面分析模型。利用作者以及其他研究者的试验对该模型进行了验证,结果表明计算得到的钢纤维混凝土梁的剪力-箍筋应变曲线和极限荷载与实测结果吻合良好。该文还利用该模型对钢纤维和箍筋对梁抗剪性能的影响效率进行了比较。

基于MCFT的钢筋混凝土梁受剪理论模型研究

基于MCFT理论,用数学关系表述了MCFT在钢筋混凝土梁中的受剪理论模型,并对理论计算公式进行了简化。最后用试验数据与简化MCFT受剪理论模型结果进行了对比分析,试验结果与计算结果能较好地吻合。表明简化后的受剪理论模型是合理的,从而为钢筋混凝土梁的受剪承载力计算提供另外一种简捷的方法。

循环荷载下MCFT混凝土结构模型

本文将单调荷载下MCFT模型发展到循环荷载并开发到通用有限元软件ABAQUS上,循环荷载下的MCFT模型是由单调荷载下的混凝土拉压曲线结合本文设定的混凝土加载卸载路径而成,编制的ABAQUS程序可以分析钢筋混凝土平面应力结构受循环荷载作用的非线性性能。通过柱、梁、剪力墙以及框架边、内节点实例分析,验证本文编制的程序对多种类型的结构分析都具有有效性。得出的主要结论是本文编制的程序可以准确计算循环荷载作用下钢筋混凝土结构的极限承载能力,数值分析的滞回曲线能很好地模拟出试验曲线的捏拢效果,表明本文方法对ABAQUS自带模型的改进是明显的。

基于MCFT的钢筋增强ECC梁受剪承载力计算方法

基于修正斜压场理论(MCFT)和ECC的材料特性,建立了适用于计算RECC梁受剪承载力的修正MCFT方法.该方法将开裂后的ECC看作一种连续材料,对ECC构件斜向开裂后的平均主应力-应变关系和局部应力平衡方程进行了修正,考虑了拉压双轴受力下的软化本构关系以及裂缝间ECC的纤维桥接作用.建立了40根RECC梁和6个RECC板的剪切试验数据库,对提出的RECC梁受剪承载力修正MCFT方法进行了验证,结果表明该方法具有较高的计算精度.通过合理简化,推导了斜压杆角度和主拉应变的显示计算公式,进而提出了有腹筋RECC梁受剪承载力的简化计算方法,该方法无需迭代计算.利用数据库对该简化方法进行评估,试验强度与计算强度比值的均值及变异系数分别为1. 05和0. 197,表明其预测精度良好.

基于显式MCFT的钢筋混凝土梁受剪承载力计算方法研究

受剪承载力计算是钢筋混凝土结构中最基本的理论和工程设计问题,但由于其机理复杂、影响因素众多,目前仍没有一种被普遍接受的抗剪理论和计算方法。基于修正斜压场理论(MCFT),考虑了斜裂缝之间混凝土拉应力对受剪承载力的影响,通过合理简化,得到混凝土斜压杆角度的显式计算公式。考虑了斜向开裂后混凝土斜压杆在拉压双轴受力状态下的本构关系,编制了有腹筋钢筋混凝土梁受剪承载力的计算程序。最后推导了有腹筋钢筋混凝土梁受剪承载力的简化计算公式,相比MCFT,无需查表或迭代计算。建立了209根钢筋混凝土矩形梁的剪切试验数据库,采用统计特征值法和影响因素分析法,对提出的显式MCFT、GB 50010—2010、JTG D62—2004、ACI318-08和CSA-04规范中的抗剪计算方法进行评估,结果表明显式MCFT的计算精度较高。

基于MCFT理论的超高韧性水泥基复合材料简支梁抗剪性能研究

简要介绍了全新的抗剪分析方法——修正压力场理论(MCFT),并将该理论应用于超高韧性水泥基复合材料梁抗剪性能研究分析中。在此基础上建立了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)梁在弯剪复合作用下的截面分析模型;根据计算模型编制了程序,并利用该程序对UHTCC材料梁进行抗剪承载力的理论计算;同时对UHTCC梁试件进行加载试验,并将理论值与试验值进行了对比,结果显示两者较为吻合,表明MCFT理论能够较好地分析超高韧性水泥基复合材料梁的抗剪性能。进一步研究表明:UHTCC材料简支梁中的箍筋一般能够达到屈服状态,能够承担裂缝间的应力;MCFT理论计算值能反映箍筋受力的实际情况,该理论可用于对UHTCC材料梁抗剪承载力的理论计算。

浅谈MCFT理论对混凝土受弯构件抗剪承载力的计算

钢筋混凝土受弯构件抗剪机理十分复杂,文章就修正压立场理论对受弯构件抗剪承载力计算原理进行了详细的介绍。同时为验证该理论的可行性,编写了相应的计算程序对文献中5根试验梁数据进行算法的验证,结果表明修正压力场理论可用于计算受弯构件的抗剪承载力,其计算结果准确性较高。

基于MCFT理论的混凝土梁抗剪分析

本文在参考国内外文献的基础上,对MCFT理论的分析原理进行了概述,编制了运用该理论预测简支梁荷载响应的计算程序,并且把该理论的分析结果与18根简支梁的试验结果进行了对比,对比结果发现,MCFT理论所预测的梁的极限荷载比采用GB50010-2002、ACI318-95规范的计算结果更为接近试验值,其计算准确率达到80%以上。

基于MCFT理论的PC空心板梁抗剪强度分析

为研究预应力混凝土空心板梁的抗剪强度,基于6次预应力混凝土空心板梁抗剪强度试验,对板梁斜裂缝扩展、极限抗剪强度开展分析,基于修正斜压场理论(MCFT),建立了板梁理论计算模型,研究了预应力混凝土空心板梁箍筋间距的等效间距法确定原则,对比试验数据,验证了其有效性并分析弯剪组合效应对抗剪强度的影响,针对预应力、配筋率、钢筋和混凝土强度等不同参数开展分析。结果表明:加载点位置抗剪强度计算值与试验抗剪强度的比值为0.71,剪跨中点位置抗剪强度计算值与试验抗剪强度的比值为0.99,支座位置纯剪状态下抗剪强度计算值与试验抗剪强度的比值为1.11,考虑弯矩后,板梁抗剪强度削弱,剪跨中点位置计算值与试验值更为接近;预应力混凝土空心板梁在弯剪组合状态下,全黏结预应力钢筋数量由2根提高到10根,抗剪强度提高21.7%;随预应力筋数量的增多,有效预应力大小对抗剪强度的影响更为显著,当弯矩为100 kN·m时,有效预应力由186 MPa增加到1395 MPa的过程中,2根预应力筋抗剪强度提高10.2%,6根预应力筋抗剪强度提高15.3%,10根预应力筋抗剪强度提高20.3%。

预应力超高性能混凝土工字形梁抗剪性能试验

为了研究预应力超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)工字形梁的抗剪性能和抗剪承载力计算方法,设计并完成了3片预应力UHPC工字形梁的单点加载试验,获得了试验梁的荷载-位移曲线、破坏模式和裂缝分布特征等关键结果;基于试验结果,结合法国UHPC规范、瑞士UHPC规范、中国公路桥梁规范及公路桥涵超高性能混凝土应用规范意见稿计算了试验梁的抗剪承载力,分析了各个规范的适用性。此外,基于修正压力场理论(modified compression filed theory,MCFT),分别采用Mohr-Coulomb准则和Rankine准则,计算了试验梁的抗剪承载力,并进行了分析讨论。研究表明:预应力UHPC工字梁的抗剪承载力随着剪跨比的增加而减小,箍筋对于抗剪承载力影响较大;各国规范对UHPC梁的抗剪承载能力的计算较为保守。采用Mohr-Coulomb准则的计算结果较Rankine准则的计算结果与试验值更为接近;特别是小剪跨比的试验梁,处于弯剪复合状态,Mohr-Coulomb准则考虑了受压区UHPC法向和切向应力的影响,更为接近实际状况。

配置抗冲切钢筋的RC板柱节点受冲切承载力计算

为计算配有常用抗冲切钢筋(箍筋和栓钉)的钢筋混凝土(RC)板柱节点的受冲切承载力,结合梁斜拉破坏机理和修正压力场理论(MCFT)提出一种配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载计算方法.首先根据MCFT推导出配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的临界斜裂缝倾角计算式;然后,假定冲切破坏时临界截面周长范围内的抗冲切钢筋达到屈服强度,将临界斜裂缝倾角代入MCFT推导出板柱节点的受冲切承载力计算方法;最后,使用该方法和美国规范(ACI 318-19)方法计算62个配有抗冲切钢筋的RC板柱节点试验的冲切承载力,并分析了混凝土强度、板有效厚度、柱截面边长、抗弯钢筋配筋率及抗冲切钢筋配筋率对节点抗冲切承载力的影响.结果表明:由MCFT推导出的节点受冲切承载力计算值与试验值吻合较好,均值为0.96,变异系数为0.20;节点的冲切承载力与上述影响因素呈非线性正相关.该方法可用于配有抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载力计算.

钢筋混凝土桥墩弯剪数值分析模型

基于修正的压力场理论MCFT(The Modified Compression Field Theory)和纤维单元模型建立了钢筋混凝土桥墩的弯剪数值分析模型,以MCFT理论确定桥墩的剪切力-剪切位移关系,并与考虑桥墩弯曲变形的纤维单元模型组合,共同考虑桥墩的弯-剪-轴力耦合作用。通过与六个弯剪破坏控制的圆形截面钢筋混凝土桥墩拟静力试验结果的对比,对分析模型进行了验证。主要认识结论为基于MCFT理论可准确地计算弯剪破坏桥墩的屈服荷载、极限荷载和弹性阶段剪切刚度,剪切开裂是引起钢筋混凝土构件剪切力-剪切位移关系刚度突变的主要因素,而弯曲开裂与纵筋屈服对刚度的影响较小;分析模型对弯剪破坏桥墩的滞回曲线、弯曲与剪切变形成分均进行了较为准确的模拟分析。

考虑剪切变形的RC薄壁空心墩滞回分析模型

建立了考虑弹塑性剪切变形的钢筋混凝土薄壁空心墩抗震滞回分析模型,模型中以修正的压力场理论(modified compression field theory,MCFT)计算空心墩的剪切变形,并通过Ozcebe建议的滞回规则描述剪切滞回关系,以纤维单元模型模拟空心墩的弯曲变形,两者通过串联模型共同模拟试件在地震条件下的弯剪作用.利用建立的数值模型对1个矩形和3个圆形薄壁空心墩试件的滞回曲线进行了模拟分析.结果表明,不考虑剪切变形的纤维单元模型模拟的滞回曲线与试验结果有较大的误差,难以准确模拟滞回曲线的捏拢效应和耗能能力,并可能高估薄壁墩的刚度和残余位移,而建议的模型很好地模拟了薄壁墩的滞回性能.

考虑弯剪耦合作用的梁桥可靠度评估

在役梁桥的评估需考虑弯剪耦合作用.将抗力与效应由一元随机变量拓展成二元随机变量,引入美国AASHTO规范采用的修正压力场理论,建立弯剪耦合抗力与弯剪复合效应的概率模型,提出了考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法.算例分析表明,对于复合效应中弯矩、剪切分量都较大的截面,其失效机制是弯剪耦合破坏,传统方法计算结果偏不安全,有必要采用考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法.

高放玻璃固化体化学耐久性评估方法研究进展

高放玻璃固化体在地质处置过程中,地下水对玻璃体的侵蚀是放射性核素进入生态圈的主要方式。化学耐久性用于评价玻璃固化体的抗侵蚀性能。由于侵蚀机理复杂,在长期的研究过程中,使用了大量的化学耐久性评价方法。MCC、PCT等标准方法用于区分玻璃固化体的抗浸出性能。为深入研究侵蚀反应机理,SPFT(单通道流通法)、MCFT(微通道流通法)等方法被设计出来。29Si及D等同位素的使用,为研究玻璃化学耐久性提供了新的方法。我国需要加快在玻璃化学耐久性评价方法的研究。

考虑混凝土受拉塑性应变割线刚度法的实现

MCFT是钢筋混凝土剪扭分析中一种有效且重要的分析方法。为了改善基于MCFT的不考虑混凝土受拉塑性应变割线刚度有限元法对滞回剪切板、剪力墙等膜结构的分析能力,需要在分析中引入混凝土受拉塑性应变。通过借鉴前述方法分析结果中混凝土主方向上割线刚度的变化规律和改善混凝土滞回本构程序中应变路径的控制方法,提出了一种新的考虑混凝土受拉塑性应变的割线刚度有限元法。

两种抗剪理论在节点拟静力试验数值模拟中的应用

基于Open SEES中的节点宏单元模型对节点拟静力试验进行数值模拟,采用混凝土构件的抗剪理论修正的斜压场理论和固定角软化桁架理论分别对节点核心区的剪切应力应变曲线定参,对比了不同的抗剪理论对节点拟静力试验数值模拟的影响。

基于退化混合估计技术的改进

退化混合估计技术是一种用于立体声音频的双通道欠定盲源分离方法。为了提高源信号的分离质量,对退化混合估计技术进行了改进。首先,针对混合参数估计不精确的问题,利用MCFT变换代替STFT变换进行时频表示来构建直方图。其次,针对理想二进制时频掩码在分离时产生部分时频点丢失的问题,利用Gammatone滤波器将二进制时频掩码进行平滑处理,从而更好的重建源。通过仿真结果表明,改进后的方法语音分离性能显著提升。

承受轴向、弯曲、剪切和扭曲组合荷载的钢筋混凝土和预应力混凝土的三维数值模型

提出了钢筋混凝土和预应力混凝土承受组合荷载下的分析模型,荷载包括轴力、双向弯矩、扭矩和双向剪力。所提出的模型基于Timoshenko梁理论的简单动力假设,保持了任意截面尺寸情况下的三维框架的形状。框架的控制截面被细分为一维,二维和三维材料响应。钢筋混凝土和预应力混凝土构建的材料模型遵循用切线刚度公式表示的改进压缩场理论的基本假设。通过其结果与文献中几个著名的试验相比较验证了模型的正确性。这些模拟包括弯曲、剪力和扭矩一系列变化的荷载组合。分析结果显示,试件的极限强度以及从初始裂缝到最终荷载的局部应变响应与试验结果十分吻合。