基于建筑信息化的钢筋混凝土梁受力性能有限元分析

钢筋和混凝土是当前使用最多的建筑材料。钢筋混凝土梁被广泛使用。基于建筑信息化的有限元分析方法,能够对钢筋混凝土梁的抗拉、抗弯、抗剪等受力性能进行仿真模拟分析。本文主要从钢筋混凝土梁有限元模型的建立、钢筋混凝土梁受力性能有限元分析等方面,对钢筋加固混凝土梁有限元模型的受力性能进行了研究,为相关的工程技术人员人员提供一定的参考。

钢筋混凝土剪力墙面外抗震性能有限元分析

研究了混凝土强度、轴压比和纵筋配筋率对钢筋混凝土剪力墙面外荷载下抗震性能的影响,通过ABAQUS建立了抗震分析模型进行面外方向的低循环加载试验并开展有限元参数分析。试验结果表明:面外滞回曲线封闭面积较小,残余变形较大,耗能较差。混凝土强度等级C40、C50的承载力相较于C30时的分别增大了5.7%,37.6%,纵筋配筋率1.2%、1.6%的承载力相较于纵筋配筋率0.8%时的分别增大了28.2%,66.7%,轴压比0.4、0.6相较于轴压比0.2时的分别提高了11.4%、22.9%,但高轴压比下剪力墙的刚度退化较快,剪力墙的抗震性能降低。

多层钢筋混凝土平面框架拟动力抗震性能有限元分析

利用ABAQUS软件对3层2跨钢筋混凝土平面框架拟动力试验进行建模分析,建模时充分考虑了混凝土与纵筋、箍筋及型钢的约束关系、合理的地震波输入机制及平面框架的结构阻尼。通过对比有限元中的位移、加速度时程结果与试验结果,两者差异较小,表明建模方法的合理性,并进一步深入分析了该平面框架震后梁柱混凝土的结构损伤、各部件的应力-应变关系、梁柱控制点处的弹塑性状态以及塑性耗能机理与塑性耗能分配机制。结果表明:7种幅值El Centro波作用下,框架梁、柱混凝土均已开裂,柱底混凝土被压碎,纵筋、箍筋、型钢都进入塑性状态;按构件区分,框架梁的塑性耗能占比大于框架柱;按材料区分,梁、柱钢筋是平面框架的主要耗能部件,混凝土次之,型钢耗能占比较小;采用的建模方法可高效准确地模拟平面框架的拟动力性能,可为后续的实际工程作参考。

基于建筑信息化的宏观裂缝对钢筋混凝土梁受力性能影响的有限元分析

混凝土和钢筋是目前使用最多的两种建筑材料。有的建筑中的钢筋混凝土梁结构随着使用时间的增加在梁跨中部位出现了比较明显的宏观裂缝。基于建筑信息化的有限元分析方法,能够对具有宏观裂缝的钢筋混凝土梁的抗拉、抗弯、抗剪等受力性能进行模拟分析。本文主要从具有宏观裂缝的钢筋混凝土梁有限元模型的建立、宏观裂缝对钢筋混凝土梁受力性能影响的有限元分析等方面,对宏观裂缝对钢筋混凝土梁受力性能的影响进行了研究,为相关的工程技术人员人员提供一定的参考。

碳纤维布加固复合受力钢筋混凝土箱梁抗扭性能的非线性有限元分析

采用有限元方法对碳纤维布加固钢筋混凝土构件进行非线性分析,是对有限的试验研究的有效补充和进一步深入探讨。根据4根碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁的试验研究结果,建立了合理的三维有限元模型,对碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁在弯剪扭复合受力下的抗扭性能进行了非线性有限元分析。计算得到的扭矩-扭转角关系曲线、钢筋和碳纤维布的应变曲线以及界面粘接单元的恢复力曲线等与试验结果吻合较好,可以较好地模拟碳纤维布加固箱梁的受扭性能。进一步通过对7根数值梁的计算结果分析,提出碳纤维布加固钢筋混凝土箱梁在复合受力下的剪扭相关性符合直线方程。

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱抗震性能的有限元分析

针对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的破坏特征,建立了适用于反复荷载作用下钢筋混凝土材料的本构关系。考虑材料的非线性、钢筋与混凝土之间的粘结作用、碳纤维布与混凝土之间相对滑移的影响,采用APDL参数化程序设计语言编制的分析程序,分析了碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的屈服荷载、极限荷载、破环荷载及其相应的顶点位移,计算与试验结果基本一致。

钢筋混凝土带暗支撑低矮剪力墙非线性有限元分析

在试验研究基础上 ,采用ANSYS有限元分析程序 ,对钢筋混凝土带暗支撑低矮剪力墙在单向加载下的性能作了非线性分析 ,从理论计算角度进一步了解其在水平荷载作用下的开裂、变形及破坏全过程。有限元分析与试验结果符合较好。

变速率变轴力下钢筋混凝土柱动态力学性能分析

受地震多维性、随机性与结构非对称性等影响,地震作用下,钢筋混凝土(RC)构件往往承受变速率变轴力的复杂荷载作用。基于此,考虑材料应变率效应、箍筋约束效应,采用基于位移的梁柱单元,建立OpenSees有限元模型,开展变速率变轴力下RC柱动态力学性能研究。研究结果表明:加载速率相同时,随着轴压比的提高,RC柱的屈服承载能力和峰值承载能力均增大,但承载能力退化更明显;加载位移较大时,轴压比增大后,RC柱的能量耗散增加。轴压比相同时,随着加载速率的提高,RC柱的承载能力提高,等效黏滞阻尼系数增大,能量耗散增加。

轨宽为1250 mm且跨度为25 m时跨座式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁截面跨高比

[目的]为适应新型跨座式单轨列车的构造特点,需对新型预应力钢筋混凝土轨道梁开展力学性能分析及界面优化研究。[方法]提出了适合该新型列车特点的预应力钢筋混凝土轨道梁,并采用经验证的数值分析模型,对8根具有不同跨高比的25 m跨轨道梁开展了静力分析。[结果及结论]提出的新型预应力钢筋混凝土轨道梁的力学性能满足规范要求;25 m跨度的新型轨道梁在跨高比为16.6~18.5时具有较好的力学性能。

钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明:轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。

钢筋混凝土框架梁火灾后抗剪性能有限元分析

火灾后会使钢筋混凝土框架梁的抗弯、抗剪等性能受到严重的损伤,影响结构的整体性能。目前,有关火灾后钢筋混凝土框架梁抗弯性能研究的试验和有限元分析比较多,而关于火灾后钢筋混凝土框架梁抗剪性能等方面的研究比较少。为此,开展了火灾后钢筋混凝土框架梁抗剪性能的研究,利用ABAQUS软件模拟了12根钢筋混凝土框架梁模型,对其温度场进行分析,考虑火灾发生后不同工况下对钢筋混凝土框架梁抗剪性能产生的影响。

带竖缝钢筋混凝土空心低矮剪力墙受力性能的非线性有限元分析

采用ABAQUS有限元软件,建立了带竖缝钢筋混凝土空心剪力墙的非线性有限元分析模型,对已有的带竖缝钢筋混凝土空心剪力墙试件进行了模拟分析,有限元分析结果与试验数据吻合较好。在此基础上,进行了带竖缝低矮剪力墙、内埋空心管低矮剪力墙、开通缝低矮剪力墙等不同抗震措施低矮剪力墙受力性能分析,提出了一种新型低矮剪力墙结构形式——内埋空心管低矮剪力墙,为后续的进一步研究提供参考。

钢筋混凝土框架薄钢板组合剪力墙滞回特性有限元分析

在对薄钢板剪力墙结构试验研究的基础上,利用ADINA分析程序建立了非线性有限元滞回分析模型,具体分析了反复加载下薄钢板剪力墙构件的受力破坏特征及抗震性能。从理论分析角度,探讨了在地震区使用薄钢板剪力墙结构的可行性。模型的分析计算显示,对于钢筋混凝土框架结构,当设计的钢板长细比适宜时,在框架内填充钢板组成的薄钢板剪力墙,可显著提高结构的刚度、承载力,同时也具有较好的延性及耗能性能,其计算所得结果与试验相一致。

非均匀锈蚀钢筋混凝土梁的力学性能研究

由于环境的复杂性和材料的离散性,混凝土结构中钢筋的锈蚀往往是非均匀的,而高锈蚀区段的存在直接影响着结构的力学性能。为研究纵向非均匀锈蚀钢筋混凝土简支梁的力学性能,使用ABAQUS有限元软件建立了90个纵向非均匀锈蚀钢筋混凝土梁的精细有限元模型,重点分析了高锈蚀区钢筋锈蚀率差值、高锈蚀区长度和高锈蚀区位置3个参数对纵向非均匀锈蚀梁构件力学性能的影响。结果表明:高锈蚀区钢筋锈蚀率差值和高锈蚀区长度对梁的承载力和极限变形能力影响显著。高锈蚀区位置在梁上的变化易改变梁的破坏位置,引起梁破坏模式的转变。研究成果可为锈蚀钢筋混凝土结构的抗震性能评估提供参考。

钢筋混凝土L形柱受力性能有限元分析

采用Opensees软件对钢筋混凝土L形柱进行受力性能有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好。根据计算结果,获得试件柱根的弯矩-曲率滞回曲线和钢筋的应力-应变滞回曲线,并对影响钢筋混凝土受力性能的主要因素进行参数分析。

HDC加固受损钢筋混凝土柱轴压性能试验研究及数值模拟

为研究高延性混凝土(HDC)对受损钢筋混凝土(RC)柱的加固效果,试验设计制作了4根RC方柱,其中3根为预损柱,分别采用不同厚度HDC进行加固,1根未加固试件作为对照组。通过对不同厚度HDC加固的受损RC柱进行轴心受压试验,研究其裂缝发展和破坏规律。在此基础上,建立HDC加固受损RC柱受压试件的ABAQUS有限元模型,利用ABAQUS对不同厚度HDC加固受损RC柱的试验进行数值模拟,并分析其受力机理。最后,通过对试验和模拟数据的分析,考虑HDC材料强度利用系数对受损RC柱承载力的影响,提出了HDC加固受损RC柱的极限承载力计算方法,并通过试验验证了模拟结果与计算结果的可行性,可为采用该加固方式的实际工程提供有力参考。

基于非线性有限元理论的钢管混凝土和钢筋混凝土力学性能研究

以非线性有限元理论为基础,对钢管混凝土与钢筋混凝土的力学性能展开分析,经过讨论和研究后发现,钢管混凝土的力学性能优于钢筋混凝土。钢管混凝土经过科学配比,其强度、耐久性、抗压能力均可以得到较大的提高,钢管混凝土将是建筑结构的新选择。

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯性能非线性有限元分析

前言 预应力碳纤维材料用于混凝土结构补强加固的研究工作，自80年代末至今在国际上获得重视与发展。碳纤维补强加固具有高强高效、耐腐蚀、适用面广施工便捷、结构无额外负担的优点，同时预应力碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土受弯构件还能有效的改善受弯构件在正常使用阶段的性能，因此具备良好的工程应用前景。

HRB600E钢筋混凝土柱抗震性能及有限元分析

为研究配置HRB600E钢筋混凝土柱抗震性能,对不同轴压比和配箍率的5个试件进行低周反复加载试验,并通过ABAQUS软件进一步分析混凝土强度及配筋率对试件抗震性能的影响。研究结果表明:配置HRB600E钢筋的混凝土柱承载力高、变形及耗能性能良好;随轴压比增加,试件承载力、初始刚度增大,延性相对降低;随配箍率增大,试件延性和耗能能力增大。建立的ABAQUS有限元模型能较为合理准确的模拟出HRB600E钢筋混凝土柱的受力性能。随混凝土强度提高,各试件承载力相差不大,延性和耗能能力有所增强;随纵筋配筋率增加,试件承载力、延性和耗能能力增强。

钢筋混凝土连续梁火灾后抗剪性能有限元分析

高温受火后钢筋混凝土构件截面剩余力学性能准确检验,是火灾以后对结构损伤评定与加固设计的基础。其中梁作为主要承重构件,有必要对其受火后性能变化进行研究。目前,国内外对钢筋混凝土梁高温后力学性能变化进行了一些分析研究,但是有关受火作用后连续梁抗剪性能方面的成果相对偏少。该项目通过ABAQUS计算总结两跨连续梁不同参数下的抗剪承载力与变化规律。研究结果表明,增加配箍率改善了两跨梁剩余抗剪性能,而受火时间越长,剪跨比越大均不利于双跨连续梁的火后抗剪性能。