W-LCFST柱抗震性能及弯矩-曲率关系研究

目的研究L形宽肢钢管混凝土组合柱(W-LCFST柱)的抗震性能及弯矩-曲率计算方法,为工程应用提供设计依据。方法应用ABAQUS有限元分析软件建立考虑混凝土塑性损伤和延性金属损伤的有限元模型,在验证模型合理准确的基础上,对比分析等肢截面、不等肢截面、轴压比及钢管厚度等参数对抗震性能的影响;基于W-LCFST柱的参数化分析结果和破坏现象,提出柱截面屈服、峰值和极限状态弯矩-曲率的简化计算方法。结果等肢W-LCFST柱截面高宽比从4.0增至5.0时,初始刚度和正向峰值承载力分别提高了16.9%和35.0%;X向截面高宽比从4.0增至5.0时,初始刚度和正向峰值承载力分别提高了15.3%和31.8%;Y向截面高宽比从4.0增至5.0时,初始刚度提高了9.4%,正向峰值承载力提高了18.0%;轴压比从0.2增至0.6时,正向峰值承载力和延性分别降低了13.8%和6.8%;钢板厚度从6 mm增至10 mm后,峰值承载力和延性分别提升了25.7%和4.9%。结论有限元模拟、试验和理论计算的结果吻合度较好,误差在10%以内,验证了弯矩-曲率计算方法的准确性;等肢截面高宽比增加,增大X向肢长和增加钢管厚度使柱的承载力、初始刚度和延性有明显提高。

钢管高强混凝土叠合柱弯矩-曲率关系的合成模型

本文采用现有高强混凝土及钢管混凝土本构关系 ,运用合成法编制了计算程序 ,对钢管高强混凝土叠合柱的截面弯矩 -曲率关系进行了全过程分析 ,并讨论了主要参数对上述关系的影响 ;经大量回归分析 ,建立了钢管高强混凝土叠合柱截面弯矩—曲率关系的三折线模型 。

圆钢管混凝土桥墩弯矩-曲率关系分析

依据2个常用的钢管混凝土材料本构模型,采用纤维模型法编制了MATLAB计算程序,以分析钢管混凝土桥墩的截面弯矩-曲率关系。理论计算得到的弯矩-曲率关系曲线与国外学者进行的实验结果吻合较好,表明程序具有良好的适用性。并进一步分析了套箍系数、轴压比对钢管混凝土桥墩弯矩-曲率关系的影响。

碳纤维布加固钢筋混凝土柱的弯矩-曲率关系分析

编制了碳纤维布加固钢筋混凝土柱截面的弯矩 -曲率关系分析程序 ,并采用该程序探讨了多种工况下碳纤维布配箍特征值、轴压比、截面尺寸、箍筋配箍特征值、纵筋配筋率和混凝土强度等参数对碳纤维布加固钢筋混凝土柱截面的弯矩 -曲率关系的影响 .在此基础上 ,提出了截面弯矩 -曲率关系三折线模型中各无量纲特征参数的确定方法 .结果表明 ,所提出的的截面弯矩 -曲率关系三折线模型中 。

钢骨高强混凝土叠合柱弯矩-曲率关系的非线性分析

提出了钢骨高强混凝土叠合柱这一新型构件；通过截面弯矩-曲率非线性分析，对其抗震性能进行了探讨；建立了钢骨高强混凝土叠合柱截面弯矩-曲率关系的三折线模型，确定了相应模型参数。

圆CFRP-钢管混凝土受弯构件弯矩-曲率关系分析

以实验研究和圆CFRP-钢管约束混凝土在轴压力作用下的应力-应变关系为基础,应用纤维模型法模拟了16根圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系。计算值与实验值符合良好,且偏于安全,表明纤维模型法用于分析圆CFRP-钢管混凝土受弯构件是可行的。分析了纵向CFRP层数和长径比对圆CFRP-钢管混凝土受弯构件力学性能的影响。总结了典型的圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系曲线的特点。对于含有纵向CFRP的构件,其曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和软化阶段;对于不含有纵向CFRP的构件,其曲线可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和塑性增强阶段。该方法也可用于圆钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率关系分析。

锈蚀槽钢梁弯矩-曲率关系研究

分析锈蚀槽钢的高度和跨度对其弯矩-曲率关系曲线的影响。研究结果表明:试件的弯矩-曲率关系曲线分为两个阶段:第1阶段为弯矩-曲率关系基本呈线性关系,锈蚀槽钢梁翼缘屈服时的应变为0.001 8左右;第2阶段为屈服强化段,锈蚀槽钢梁翼缘的极限应变取为0.01;在达到极限承载力时,试件发生整体受弯破坏。在试验研究基础上,提出锈蚀槽钢梁基于平均厚度和锈蚀率的弯矩-曲率关系的计算模型。该模型反映锈蚀槽钢弯矩-曲率关系的特点,模型计算值与试验结果吻合较好。

论弹塑性弯曲与曲率关系

本文研究了变形线的斜度、两向反弯变形的叠加、弯曲程度与塑性变形深度的关系和反弯曲率与压下量关系并给出了定量的分析。

混凝土叠合构件截面弯矩—曲率关系分析

为反映叠合梁工作特性，本文以增量形式编制了考虑混凝土卸载应变历程的截面弯矩，曲率关系程序，由此可反映叠合梁受力性能主要影响参数的一般性规律。同时对压弯构件的加截路径及其对截面弯矩－曲线关系的影响进行了讨论为地震区高轴压比压弯构件的分析提供参考。

非线性弯矩－曲率关系曲线的计算

推导了钢－混凝土组合梁单元弯矩－曲率关系曲线的计算公式，并根据试验确定的理想化混凝土和钢应力应变曲线，计算了不同等级轴压力下的梁单元弯矩－曲率关系曲线．

有粘结预应力混凝土梁的弯矩-曲率关系

研究了有粘结预应力混凝土梁中各参数对其弯矩-曲率关系的影响。通过有限元方法对不同参数的有粘结预应力混凝土梁进行求解,可得到相应的弯矩-曲率关系。结合理论分析,并针对力筋偏心距对弯矩-曲率曲线的影响,得出便于运用的三折线简化模型。

钢管混凝土柱在地震荷载下弯曲-曲率关系数值分析

钢管混凝土柱由于其高强度、高延性和高耗能的优点而广泛应用在建筑结构和桥梁结构中。本文考虑了钢管混凝土拱的受力特点,通过数值试验,对比以往研究中钢管混凝土的性能,给出弯矩-曲率关系的简化骨架曲线模型。

逐级应变法求解桥墩截面弯矩-曲率关系

基于钢筋混凝土压弯构件可能的截面应变分布,针对截面材料组成复杂、需要分区解决的钢筋混凝土压弯构件,提出了计算轴力不变的桥墩截面弯矩-曲率关系的逐级应变法。以考虑约束混凝土的矩形截面桥墩的弯矩-曲率关系计算为例,推导了相关计算公式,阐述了逐级应变法的计算过程。

叶状黎曼流形上广义Bott联络诱导的曲率与黎曼曲率的关系

本文研究在叶状黎曼流形上, 由广义Bott联络所诱导的曲率与黎曼曲率的关系。进一步推出在广义Bott联络下,当S = 0 时, 流形具有正Ricci 曲率。

斜爆轰波的波角和法向速度-曲率关系初探

为研究斜劈诱导斜爆轰波的波阵面弯曲效应,以期为斜爆轰的不稳定性及其演化规律提供新的见解,基于加权本质无振荡(WENO)格式空间离散和附加Runge-Kutta方法时间离散的求解器,针对不同的化学反应参数(释热量、放热速率和化学反应区参考长度)条件,开展斜爆轰波的数值计算研究。结果表明斜爆轰波沿波阵面的波角变化可分为3个区域:区域Ⅰ,波角平滑减小;区域Ⅱ,波角跃升后衰减;区域Ⅲ,波角有规律振荡。波阵面法向速度-曲率关系在区域Ⅰ呈现准垂直直线变化趋势,并伴随着爆轰波强度的不断衰减;在区域Ⅲ则呈现出"D"形曲线,即由极曲线段、光滑水平变化段和拟线性变化段组成,为类胞格结构的周期性演变;区域Ⅱ可认为是以上两个区域特征的耦合。不同的化学反应参数对斜爆轰波波阵面的弯曲效应影响存在较大差别。

空间弹性曲杆在三维变形中的曲率-位移关系

本文在总结前人工作的基础上，采用严格的数学推导，针对三维变形过程，建立了空间任意形状的弹性曲杆在三维变形过程中的曲率－位移关系的新方法。文中的典型算例，显示了本文建议的方法的合理性与有效性。本文的工作，为空间曲梁单元的应变－位移表达式的建立工作。

基于高斯曲率模态相关系数判断简支T梁桥支座损伤的方法研究

桥梁支座损伤对于桥梁结构的安全使用有很大影响。提出利用高斯曲率模态相关系数来判断简支T梁桥的支座损伤情况。通过理论与试验研究发现,损伤支座处的高斯曲率模态相关性系数与其他支座位置处的差异明显,可实现损伤定位;且支座损伤越严重,相关系数下降越多。

基于高斯曲率模态相关系数的梁桥支座损伤识别研究

为方便地检测梁桥支座损伤,提出了利用运营桥梁实测模态位移结合其无损状态的模态位移判断支座损伤的高斯曲率模态相关系数法。通过简支梁桥的室内试验,验证了利用高斯曲率模态相关系数判定支座损伤的合理性以及该方法中无损状态下的模态位移可以通过模态试验和有限元模拟两种方法获得。利用该方法对实际简支梁桥和连续梁桥进行的支座损伤识别结果表明:高斯曲率模态相关系数法可准确识别出单支座和多支座损伤的支座损伤位置,具有较强的鲁棒性,可将此方法应用于实际工程中的支座损伤识别。

基于高斯曲率模态相关系数的弯梁桥支座损伤研究

对于弯梁桥支座病害中普遍存在的刚度不足,甚至脱空现象,提出利用平面多阶模态及高斯曲率模态相关系数来识别弯梁桥支座的损伤情况。在理论推导的基础上,以某小半径弯梁桥为研究对象,建立了相关分析模型。分析结果表明:无论单支座损伤,还是多支座损伤,相应支座处的高斯曲率模态相关系数与其它支座位置处的差异明显,可实现支座损伤的准确定位;且支座损伤越严重,相关系数下降越多;支点预偏心和抗扭支承等因素对损伤定位没有影响,相邻控制点处相关系数有所降低,但不会影响支座损伤识别的有效性。

基于高斯曲率相关系数的斜交梁桥支座损伤识别方法

支座损伤会对桥梁结构动力特性造成严重影响。针对宽跨比较大的斜交梁桥支座病害中普遍存在的刚度不足甚至脱空现象,本文将一维曲率模态推广到二维,并引入高斯曲率模态相关系数,通过对比支座损伤时各振型控制点与未受损时的相关程度来判断支座损伤位置。以天津津港高速公路Y线斜交梁桥为研究对象,建立相关数值模型来分析高斯曲率模态相关系数。结果表明:对于单支座或多支座损伤,相应支座处的高斯曲率模态相关性系数与其他支座位置处的差异明显,可实现损伤定位;现场模态测试结果与理论模拟结果吻合较好,证明了此方法的有效性。