区域约束箍筋形式对RCC梁正截面抗弯性能影响分析

根据区域约束混凝土理论分析计算,对两根不同约束形式的箍筋间距为50 mm的区域约束混凝土梁(RCC梁)进行了抗弯性能的试验研究,并用ABAQUS有限元软件对梁的抗弯性能进行了模拟分析。结果表明,采用"日"字形箍筋梁与小方箍梁对比可知,"日"字形箍筋梁的箍筋形式能提高混凝土的抗剪承载力,更好的控制了裂缝向受压区延伸,因此采用"日"字形箍筋对区域约束混凝土梁的抗弯承载力以及延性均有大幅度的提高,能创造更好的经济效益。

区域约束混凝土性能试验研究

区域约束混凝土是笔者在钢筋约束混凝土研究的基础上提出的一种新概念。区域约束混凝土改变了约束的机制,将传统的整体约束变为整体约束与区域约束相结合,它有效提高约束区域的混凝土强度及延性,改变了构件的受力形态。由于约束机制的改变,使得区域约束混凝土具有与普通约束混凝土不同的受力特性及破坏特征。利用区域约束,在有效提高混凝土强度的同时,可以使构件的变形能力更强,从而提高结构的抗震性能及安全度,降低材料消耗,节约能源。通过4根梁及11根短柱的试验,讨论了区域约束混凝土的受力性能,并根据试验结果建立了轴心受力柱的应力应变关系。区域约束混凝土施工方便,具有良好的可操作性,它的推广使用,将会带来巨大的社会及经济效益。

区域约束混凝土轴心受压矩形柱受力性能研究

在试验研究基础上对区域约束混凝土(RCC)轴心受压矩形柱与复合约束混凝土(NCC)矩形柱进行了对比分析,在同等配箍率情况下,在箍筋屈服以前,区域约束混凝土的约束效率经初步推断可提高约50%,峰值前的区域约束混凝土柱应力应变关系更接近于线性;随着荷载的增加,复合约束混凝土柱截面向圆形过渡,核心区内角部混凝土部分脱落,矩形方箍有应力松弛现象,而区域约束混凝土柱始终保持截面为矩形,箍筋的应力一直保持持续增长,受力均匀;区域约束混凝土柱破坏形态也与复合约束混凝土柱完全不同,在承载力下降段,当复合混凝土柱以剪压形式破坏时,区域约束混凝土柱沿中间弱约束处分成细长的小柱,经过很大的变形后,小柱仍然保持很好的完整性,柱的残余承载力在40%以上,预计这种特点将会对结构的抗震性能产生良好的影响。

区域约束混凝土浅析

区域约束混凝土是在约束混凝土研究基础上提出的新概念。由于约束机制改变,区域约束混凝土与普通约束混凝土有着不同的力学性能及破坏形态。采用区域约束,使得约束效率提高、构件的受力性能改善,加上特殊的破坏形态,使得构件的可靠度更高,结构的抗震性能更好。

往复荷载作用下区域约束混凝土柱的抗震性能试验

为比较区域约束与传统约束的差异,对6根混凝土柱(传统约束混凝土柱和区域约束混凝土柱各3根)进行了不同轴压比下的周期往复荷载试验。区域约束混凝土采用区域约束与整体约束相结合的约束方式,箍筋与纵筋共同作用,约束效力更高。试验结果表明,即使在高轴压比下,区域约束混凝土也有较好的承载能力和变形能力,极限状态为延性破坏。区域约束混凝土的应用可有效提高建筑结构抗震性能,具有推广应用价值。

钢骨约束混凝土的约束机制及其应力-应变模型建立

目前,钢骨混凝土(SRC)柱的试验结果与数值分析结果之间多无法良好吻合;究其原因,在于缺乏对钢骨约束混凝土的约束机制认识及与之相应的钢骨约束混凝土模型的建立。为此,该文在以往钢骨约束混凝土试验基础上,深入研究了带翼缘十字形钢骨对混凝土的约束机制,提出了钢骨对混凝土产生的实际侧向约束应力的简化分布形式,并以此将钢骨约束混凝土划分为钢骨强约束混凝土、钢骨弱约束混凝土和钢骨无约束混凝土。同时,通过计算有效侧向约束应力,确定了各钢骨约束区域可表征钢骨约束作用强弱的混凝土强度提高系数;借鉴经典的Mander模型,通过修正模型关键参数方法以建立各钢骨约束区域混凝土的应力-应变模型。引入该应力-应变模型的有限元分析和试验对比结果表明,该文所提出的钢骨约束混凝土的约束机制和所建立的钢骨约束混凝土应力-应变模型是合理且有效的。

不同配箍形式下混凝土柱延性的试验研究

本文对6根区域约束混凝土柱和3根普通井字箍约束混凝土柱进行了周期往复荷载作用下的试验研究,分析了配箍形式及轴压比等因素对构件延性的影响。试验结果表明,区域约束的配箍方式能有效提高构件的延性。另外,通过本次试验还发现适当提高轴压比可以更好的发挥材料力学性能。

钢筋区域约束混凝土与角钢区域约束混凝土的抗震性能分析

为进一步提高钢筋区域约束混凝土的性能,现提出用角钢代替角部纵筋,通过这两种截面形式的区域约束混凝土在1.1和1.25的高轴压比下的往复荷载试验,比较其骨架曲线、延性、耗能等指标。试验结果表明:采用角钢区域约束混凝土并没有明显改善钢筋区域约束混凝土的性能,因此,尚需要研究一种新的截面形式以提高区域约束混凝土的性能。

预应力区域约束混凝土梁试验研究

预应力区域约束混凝土梁是结合预应力及区域约束,在梁的受压、拉区配置约束箍筋,通过提高混凝土的承载力及延性达到提高梁的承载力的目的。通过4根混凝土C40级、箍筋HPB300级及纵筋HRB400级的梁(1根普通混凝土梁,3根区域约束混凝土梁)静力荷载试验,对预应力区域约束混凝土受力性能、破坏形态进行分析研究。研究结果表明,区域约束混凝土梁可施加的预应力比较普通混凝土梁高出28%以上,承载力相应提高高30%以上且破坏形态为延性,峰值承载力后的预应力区域约束混凝土梁还能承受80%左右的峰值荷载。

区域约束混凝土短柱正截面承载力分析

区域约束混凝土改变了构件的破坏形态,即使在小偏压情况下,也能保证构件为延性破坏;与传统钢筋混凝土相比,区域约束混凝土有效提高了结构的延性及承载力,从而减小构件截面,降低材料消耗,节约能源,提高结构安全度。就短柱正截面承载力问题进行了探讨,并提出了相应计算方法。

区域约束混凝土小方箍柱在高轴压比下往复荷载试验研究

为研究区域约束混凝土小方箍柱在高轴压比下的抗震性能,通过传统井字箍柱、区域约束混凝土小方箍柱及型钢区域约束混凝土小方箍柱分别在1.1和1.25的高轴压比下往复荷载试验,比较其破坏形态、骨架曲线、延性及耗能能力等指标。试验结果表明:区域约束混凝土小方箍在高轴压比下仍能有效提高混凝土的延性及耗能能力。因此对于区域约束混凝土小方箍柱,可以适当提高规范中轴压比的限值。

东北地区某碾压混凝土重力坝溢流坝段温控防裂研究

东北地区冬季气温很低且寒潮频繁,新建碾压混凝土重力坝因内外温差作用而容易出现开裂的问题。针对这一问题,文中以东北某碾压混凝土重力坝为研究对象,利用有限元软件ANSYS对其溢流坝段开展温度控制研究。模拟结果表明:大坝溢流坝段的稳定温度为6~8℃;坝体内部强约束区混凝土温度基本在18.0~23.6℃范围内;3个方向的最大应力基本满足防裂要求。研究成果可为碾压混凝土重力坝溢流坝段施工期相应的温控措施和防裂设计提供理论基础和技术支持。

基于ABAQUS的型钢区域约束混凝土柱有限元分析

本文应用有限元分析软件ABAQUS对型钢区域约束混凝土柱试验模型进行有限元模拟,提出适用于区域约束混凝土的损伤因子计算公式,与试验结果进行对比分析,说明本次研究所选用的有限元模型及参数能对型钢区域约束混凝土柱的性能进行较为准确的模拟,从而促进型钢区域约束混凝土的进一步研究。

区域约束混凝土结构力学模型

区域约束混凝土结构拓展了约束混凝土结构的应用范围,使得约束混凝土能适用于轴心受压、偏心受压、受弯、受剪及受扭等受力形态。根据约束为“纵筋、箍筋及核心混凝土三者有机结合,形成不可分割的有机体”的观点,提出了以约束系数为基本变量的“约束体”概念,结合构件受力特点建立了区域约束混凝土构件在不同受力形态下的力学模型,给出了相应的计算公式,为区域约束混凝土结构的推广使用奠定了基础。

高海拔气候环境下碾压混凝土重力坝施工期开裂风险分析

DG水电站位于高寒高海拔地区,气候环境复杂。为研究施工期碾压混凝土温控防裂问题,选取DG水电站厂房坝段为研究对象,采用三维数值仿真模拟技术进行施工期大坝温度场和温度应力计算,以及气温骤降、昼夜大温差对坝体影响的敏感性分析。研究结果表明:气温骤降、昼夜大温差在坝体表面分别产生约1.4,0.9 MPa的拉应力,易在坝体表面引起裂缝;为了减小由此引发的混凝土开裂风险,采用混凝土表面保温防护措施之后,坝体表面温度应力相应得到显著改善,拉应力分别减少至约0.3,0.4 MPa。

预应力区域约束混凝土梁数值研究

根据区域约束混凝土理论,用ABAQUS有限元通用软件对约束箍筋间距为100 mm的预应力区域约束混凝土简支梁和预应力普通混凝土简支梁进行了模拟分析。结果表明,区域约束混凝土梁较普通混凝土梁预应力值可提高30%以上,正常使用极限状态提高一个等级,极限承载力也有大幅度提高。

不同约束系数区域约束混凝土柱抗震性能对比分析

对轴压比分别为1.1及1.25的共4根约束混凝土柱的滞回曲线、耗能能力及刚度退化进行对比分析。分析表明:同一轴压比下,区域约束混凝土柱的各项抗震性能指标均优于传统箍筋柱。对于区域约束混凝土柱,在轴压比提高的同时,如果相应提高约束系数K,构件的各项抗震性能指标可以得到相应改善。所以对于区域约束混凝土柱用约束系数K作为衡量其抗震性能的一个参考指标,有一定合理性。

区域约束混凝土梁抗剪试验研究及有限元分析

区域约束混凝土是基于约束混凝土而提出的全新的概念,大量试验研究证实了区域约束钢筋混凝土结构的抗压、抗剪、抗震及延性较传统约束混凝土均有一定程度的提高,结合区域约束混凝土的非线性本构关系模型,用ABAQUS对4根在集中力荷载作用下的区域约束混凝土梁建立有限元分析程序,模拟构件在剪切作用下的受力过程,证实了程序分析结果与试验值相符合,为今后区域约束的有限元分析提供了有效的理论依据。

不同配筋形式下区域约束混凝土梁的刚度分析

本文对4根区域约束混凝土梁及1根普通钢筋混凝土梁进行了静力破坏试验,对其试验刚度进行了分析,同时在考虑约束混凝土作用的基础上对其理论刚度进行了计算。试验及理论计算结果均表明,区域约束的配箍形式能有效提高构件的刚度。

考虑约束作用的空间钢构架混凝土梁柱节点域受剪承载力分析

在分析影响空间钢构架约束作用主要因素的基础上,采用有效约束系数ke,综合考虑空间钢构架对梁柱节点域混凝土的约束作用。在分析已有试验结果的基础上,提出了空间钢构架约束混凝土的抗压强度fcc的计算公式。根据空间钢构架混凝土梁柱节点试验结果,提出了考虑约束作用的空间钢构架混凝土梁柱节点域受剪承载力Vu的计算公式,计算值和试验值吻合较好,为这种新颖梁柱节点的工程应用提供依据。