水泥砂浆动态轴向拉伸本构关系试验研究

针对混凝土的重要组成材料水泥砂浆,在MTS试验机上对其进行不同应变速率、不同预静载下的冲击加载以及变幅三角波荷载下的动态轴向拉伸系列试验。试验结果表明:①砂浆的抗拉强度随应变率变化敏感性较强,在10-6～10-2 s-1应变率范围内,强度可提高2倍以上;②弹性模量随应变率增加成比例增长,但幅度不大;③峰值应变随应变率的提高有所提高,但离散性较大。极限应变值没有明显率敏感性;④由应变片值获得的名义轴拉应力应变曲线可简化为三段折线,上升段可近似看为直线段,下降段可看成两段折线,卸载至约25%强度时,出现拐点,应变约为200με;⑤65%以下预静载没有对砂浆的动载强度产生不利,反而有所增强;⑥在加载上升段进行地震作用频率范围的往复加载,对水泥砂浆造成的损伤累计较小。

地铁行车荷载下土体动强度和动应力-应变关系

通过对南京地铁三山街站底部的原状淤泥质粉质粘土进行循环三轴仪的室内动三轴试验 ,采用一定的动应力频率、不同的动应力比以及不同的固结状态来模拟地铁行车荷载及隧道周围土体 .研究了在地铁行车循环荷载长期作用下 ,淤泥质粉质粘土的动强度和动应力 -动应变的变化规律 .实验结果表明 ,淤泥质粉质粘土的动强度随动荷载循环次数的增加而降低 ,在设计基础时 ,所取土的强度指标必须根据一次列车的动荷载大小及其循环次数而定 ;淤泥质粉质粘土在地铁列车循环荷载作用下的动应力 -动应变关系的形式仍可用R .L .Kondner的双曲线关系描述 ;土体的动剪切模量。

FRP约束钢管混凝土轴压构件力学性能研究

进行了9个钢管混凝土轴心受压构件的试验研究,对其中的6个构件包裹了纤维增强复合材料(FRP)。试验参数为钢管截面形状、截面尺寸和包裹FRP的层数。试验结果表明,FRP约束圆钢管混凝土可以较好地发挥FRP约束混凝土和钢管混凝土的双重优点,构件在具有较高承载力的同时还具有较好的延性。最后,提供了FRP约束圆钢管混凝土轴压构件承载力的简化计算公式。

金属泡沫填充薄壁圆管的轴压载荷-位移关系

将泡沫填充圆管的能量吸收视为泡沫与圆管两者之和,基于包含偏心率效应的直链塑性铰模型和Reddy等对Alexander模型的改进结果,对圆管的变形模式进行了更改,以此来反映管壁与金属泡沫之间的相互作用效应,导出了金属泡沫填充圆管的静、动态轴向平均压溃力的表达式.通过理论预测与实验的对比,发现理论预测偏低,但与实验曲线的趋势保持一致,比空管与金属泡沫的平均载荷之和略高一些.此外,泡沫填充圆管的平均压溃力随填充泡沫平台应力的增大而呈线性增加,与已有研究结果及实际情况一致,由此表明了模型的合理性.

CFRP加固受损钢管混凝土轴压柱试验研究

采用4个受损轴压钢管混凝土柱试件和4个用碳纤维复合材料(carbon fiber reinforcedplastics,CFRP)加固的受损轴压钢管混凝土试件进行对比试验研究,分析两者的受力机理,评价CFRP加固受损轴压钢管混凝土承载力提高效果.结果表明:由于CFRP的环向约束,受损钢管混凝土的钢管和核心混凝土的径向变形受到了限制,受损钢管混凝土轴压承载力有不同程度提高,且其提高效果随着长细比的增加而变小;提出了加固前后受损钢管混凝土承载力计算方法,其计算结果与试验结果吻合良好.

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力-应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明:模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。

均匀布筋的双偏压矩形柱简化设计

在荷载等值线法的基础上,考虑均匀配筋形式,通过大量变参数、多水平的数值运算,拟合双偏压钢筋混凝土矩形柱截面轴压比与无量纲弯矩等值线的相关指数的函数关系,以及两主轴方向轴压比与无量纲参数珟m的关系曲线。基于所得强度曲线提出简化计算方法,并通过试验验证。给出算例以明确应用过程。提出的简化方法具有精度高、运算快的优点,可用于实际的工程设计。

矩形中空夹层钢管混凝土短柱力学性能的数值分析

在确定组成矩形钢管混凝土的钢材和核心混凝土应力应变关系模型的基础上,利用数值解法对矩形中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行了全过程分析.

偏压与轴压砌体构件统一算式

对于砌体构件柱，无论是偏压或轴压，当其丧失承载力时，均处于压弯受力状态，以此建立了统一的相关公式作为计算模式，又合并了弹性与塑性的影响系数，简化了计算。依此核对了制定规范的试验。

恒高温作用后方钢管混凝土轴压力学性能和承载力研究

通过对１０个方形钢管混凝土短试件在恒定高温作用后荷载－变形关系的试验，研究高温作用后钢管混凝土轴压力学性能和强度承载力的变化规律。试验基本参数为温度Ｔ，从２０℃～９００℃。以常温时钢管混凝土短试件的核心混凝土力学模型为基础，建立了恒定温度作用后核心混凝土的力学模型。结果表明，高温作用后的钢管混凝土轴心受压构件仍然具有较好的抗变形性能和较高的后期承载力；钢管混凝土剩余强度和模量随曾经历恒定温度的升高而降低。利用数值分析方法计算了恒定高温作用后钢管混凝土轴压荷载一变形关系曲线，理论计算结果和试验结果吻合较好，在此基础上提出了高温作用后钢管混凝土轴压承载力和轴压模量简化计算公式。

带孔薄壁圆管多轴加载下的弹塑性有限元分析

对低碳钢材料带孔薄壁圆管试样采用逐级加载试验方法,得出其在室温下的单轴循环应力-应变本构关系。利用有限单元法对圆管试样进行弹塑性分析,采用Von Mises屈服准则、多线性随动强化模型,并结合试验获得的本构关系来定义材料的弹塑性特性。拉扭应变载荷加载在柱坐标下进行,采用一端固定,另一端加轴向位移与周向位移的方式。分别在纯拉、纯扭以及拉-扭比例加载下计算出应力应变场,获得不同受力情况下不同孔径尺寸试样在缺口处的应力应变分布。计算结果为多轴加载疲劳试验和复杂应力状态下工程零部件的疲劳寿命预测与分析提供基本数据。

基于纤维模型法圆中空夹层钢管混凝土轴压柱的理论研究

针对圆中空夹层钢管混凝土轴心受压柱的力学性能,基于纤维模型法,钢管材料的本构关系依次选用5阶段模型、理想弹塑性模型两种,混凝土材料的本构关系依次选用韩林海模型、刘威模型两种,共4种不同的本构关系模型组合;对单调加载过程中圆中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行计算,与试验结果进行对比分析。结果表明:计算出的荷载-变形关系曲线与试验曲线吻合良好;对钢管本构关系,采用5阶段模型、理想弹塑性模型分别进行纤维模型法计算,二者计算结果基本一致;对混凝土本构关系,采用韩林海模型、刘威模型分别进行纤维模型法计算,前者计算结果吻合更好。

轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱内力分析

推导出轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱中混凝土、CFRP管和钢管各方向上的应力与轴向压力之间的关系式,掌握轴心受压时组合短柱内部的受力情况。根据弹性力学理论中的厚壁圆筒分析理论、薄壁圆筒分析理论及变形协调关系分析在轴向压力作用下圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱的受力情况。由所推导出的公式可见,在线弹性范围内组合短柱各部分所受的应力与组合短柱所承受的轴向压力成正比,并与钢管和CFRP管的厚度、弹性模量、混凝土的截面尺寸、泊松比、弹性模量有着密切的联系。

轴心受压构件弹性与弹塑性对比分析

介绍了几种常用的混凝土弹塑性本构关系的数学表达式 ,利用混凝土弹性与弹塑性的本构关系 ,结合算例对轴心受压的钢筋混凝土构件进行了数值上的对比分析 。

混凝土本构模型在矩形钢管混凝土模拟中的对比

总结了韩林海,Schneider,Ellobody三种核心混凝土本构模型,应用ABAQUS软件对4组矩形钢管混凝土轴压试件进行了模拟,并将各模型的模拟结果与试验结果对比,得出韩林海模型较其他模型能更好的适用于对矩形钢管混凝土结构的有限元分析的结论。

圆CFRP-钢复合管约束混凝土短柱轴压试验研究

CFRP材料具有强度高、质量轻、耐腐蚀和耐久性好等特点,但在新建建筑中应用CFRP管混凝土柱施工复杂,成本高昂,而采用在薄壁钢管外缠绕CFRP布,用钢管作为CFRP布的施工模板,可大大简化施工过程,且能满足对柱子截面形状的要求,应用前景广阔。该文通过对圆CFRP-钢复合管约束混凝土短柱的轴压静力性能进行试验研究,对比并建议了圆CFRP-钢复合管约束混凝土短柱的轴压承载力计算方法,可供实际工程设计参考。