转动弹簧宏模型模拟剪力墙受力性能

本文将剪力墙结构根据精度需要划分成若干6节点矩形单元,每个单元由2根斜置正交弹簧及联结的上下水平刚性横杆组成,2根斜置弹簧方向分别与外力作用下的主拉、压应力方向一致。本文引入单元位移场线性假定及斜压场理论计算弹簧内力,根据变形协调条件由单元结点位移计算弹簧变形,由弹簧刚度及倾角推导了该宏模型单元刚度矩阵,迭代计算使结构内力及位移逼近真值。算例分析表明,该模型能较好地反映剪力墙的受力性能。

受损钢结构力学分析模型研究

通过对8组不同受损程度的Q235钢材进行力学性能实验研究,分析了不同损伤程度对钢材二次加载和卸载时加载弹性模量和卸载弹性模量的影响,提出了受损钢材的力学模型。基于受损截面的应力-应变关系,通过定义受损受弯构件截面的无损高度比K,推导了不同受损程度下构件截面的平均弹性模量和损伤指标的计算公式。用转动弹簧来模拟受损截面的力学性能,根据受损微段的应力-应变关系,推导了受损截面的弯矩-转角关系和截面转动刚度计算公式,提出了可用于受损钢结构力学分析的计算模型。算例分析表明,截面受损降低了结构的刚度,在实际工程应用时不容忽视。

地震荷载作用下钢筋混凝土柱的滑移变形

根据钢筋滑移的受力变形原理和Alsiwat-Saatcioglu模型假定推导出钢筋的显式表达式;基于转动弹簧模型和滑移截面模型,阐述了由滑移量-应力关系确定柱端弯矩-转角和构件的荷载-滑移变形关系的理论方法;开发了该方法相应的计算程序对上述两种模型的适用性进行了评定,结果表明采用滑移截面模型得到的钢筋混凝土柱构件荷载-滑移变形反应比转动弹簧模型更为准确.

纤维增强聚合物布加固裂纹木梁的稳定性

梁中横向裂纹等效为无质量内部转动弹簧,假定纤维增强聚合物(FRP)布与梁表面紧密粘贴,建立了考虑轴向压力二阶效应FRP布加固裂纹梁线性弯曲的控制方程,并得到其显式解析通解.在此基础上,研究了FRP加固简支裂纹木梁的稳定性,通过数值求解方程,分析了纤维增强聚合物(CFRP)布含量、裂纹深度和位置以及数量等因素对CFRP布加固简支裂纹杉木梁临界载荷的影响,结果表明:CFRP加固可明显减小裂纹深度和数量等对裂纹杉木梁临界载荷的影响,且裂纹处弯矩较大或裂纹较深时加固效应愈加显著;CFRP加固裂纹木梁临界载荷随CFRP布加固层含量的增加而增加,但当CFRP布含量达到一定值后,进一步增加CFRP含量对CFRP加固裂纹梁临界载荷提高并不明显.