Finite Element Calculation of the Flexural Stiffness of Corroded RC Eccentric Compressive Members

A finite element calculation model of corroded RC eccentric compressive members was build using finite element software ANSYS. The model considers the decline of mechanical properties and the effective section of a corroded steel bar,as well as the deterioration of bond character between corroded reinforcement and concrete. The reliability of the finite element model was evaluated by comparing the results of the finite element calculation with the data from experiments. Based on the finite element analysis results,the influence of corrosion degree,the diameter change of the longitudinal reinforcing bars and the spacing change of stirrups on the flexural stiffness were calculated and analyzed.

圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱偏压性能分析

目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱的偏压性能,提出其偏压承载力计算方法。方法以长细比、偏心率、混凝土强度、纵筋配筋率及外钢管直径为参数,利用ABAQUS有限元分析软件建立相应的有限元模型,考察不同参数对荷载-挠度曲线和荷载-弯矩曲线的影响,并进行工作机理分析;最后基于叠加理论给出偏压承载力计算方法。结果圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱在偏压状态下的受力全过程可分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段;长细比和偏心率是影响偏压承载力的主要因素,其中长细比由40增加到50和60时,承载力分别降低9.4%和18.9%;偏心率由0.2增加到0.4和0.6时,承载力分别降低31.0%和50.3%;由偏压承载力计算方法所得的结果与有限元模拟结果吻合较好。结论圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱在减轻自重的情况下具有一定的承载能力和延性,偏压性能良好。

锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究

采用外加电流对混凝土中钢筋进行了快速锈蚀试验 ,通过锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件的试验研究表明 ,随钢筋锈蚀程度的不同 ,偏心受压构件的承载力和延性有不同程度的降低 ,由于钢筋锈蚀 ,导致构件的刚度降低 ,脆性性质明显。

钢筋混凝土高烟囱爆破切口支撑部破坏观测研究

描述6座100 m以上钢筋混凝土高烟囱切口支撑部破坏外观摄影监测、应力-应变和大变形电测以及破坏响应,对观测系统、仪器以及观测结果进行分析。观测结果与流行观点相悖的有:切口支撑部在爆破后立即承受自重突加载荷;烟囱倾倒时支撑部失稳破坏始于大偏心脆性断裂;烟囱自重和拉区弯矩形成的载荷与压区抗力的纵向平衡决定中性轴后移。

冻融循环作用后钢筋混凝土柱的偏心受压性能

为了研究冻融循环作用对钢筋混凝土柱偏心受压性能的影响,对经历0,75,100,125,150次冻融循环作用后的立方体试块进行了抗压强度试验,并设计制作了30根钢筋混凝土柱,将其经历0,75,100,125,150次冻融循环作用后进行偏心受压静力试验.分析了混凝土相对抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量与冻融循环次数的关系,研究了冻融循环次数、轴向力偏心距对钢筋混凝土柱偏心受压性能的影响.研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,试验柱的开裂荷载和极限荷载都逐渐减小,极限变形逐渐增大,部分试件由大偏心受压破坏转变为小偏心受压破坏.现行混凝土结构设计规范关于钢筋混凝土偏心受压柱极限承载力的计算理论适用于冻融循环作用后的钢筋混凝土柱.

铁路隧道钢筋混凝土衬砌结构可靠度分析

研究目的:针对现行《铁路隧道设计规范》中钢筋混凝土构件极限状态方程存在的不足,本文细分钢筋混凝土衬砌中钢筋的各种受力状态,并寻求更精确适用的功能函数及可靠度计算方法,为按可靠度理论修订《铁路隧道设计规范》提供参考。研究结论:(1)基于荷载-结构法模型,通过调研分析得出钢筋受力状态判断的界定方程,建立了适用于隧道钢筋混凝土衬砌结构的大、小偏心受压构件的功能函数及极限状态方程;(2)根据钢筋混凝土衬砌功能函数,应用JC法基本原理,通过分析推导提出一套钢筋混凝土衬砌结构可靠度分析方法,并在铁路隧道标准图衬砌可靠指标计算中得到成功验证;(3)本文提出的钢筋混凝土衬砌的功能函数及可靠度分析方法可直接指导铁路隧道钢筋混凝土衬砌设计。

锈蚀钢筋混凝土柱承载力的计算模型

基于锈蚀钢筋与混凝土的粘结退化模型,分析了钢筋锈蚀对钢筋混凝土柱承载力计算模式和破坏模式的影响,建立了锈蚀钢筋混凝土柱抗压承载力的计算模型.利用一些近年来文献上有关钢筋混凝土锈蚀柱承载力的试验数据,对计算模型进行了验证,并取得了较好的吻合度.可以为锈蚀柱的承载力分析提供可靠的理论预测.

钢纤维混凝土管片抗剪承载力设计方法研究

通过实际算例详细介绍了我国和欧洲规范关于钢纤维混凝土结构构件抗剪承载力的设计方法。计算结果表明:和欧洲规范设计理论不同,应用我国规范设计方法进行管片抗剪承载力设计,主要是考虑混凝土的抗剪承载力,并没有考虑纵向钢筋对斜裂缝的控制作用,在一定条件下,我国结算结果保守;考虑钢纤维影响,当截面内力较小时,按我国规范计算钢纤维混凝土管片斜截面增加的抗剪承载力比欧洲规范计算结果至少40%左右。因此,建议针对应用我国规范进行钢筋钢纤维混凝土管片抗剪承载力设计的相关内容应作相应调整。本研究可为优化我国钢纤维预制盾构管片的抗剪承载力设计提供参考。

钢筋混凝土偏压构件截面非线性分析高斯积分

以平截面假设为基础 ,利用截面内力平衡关系 ,推导出钢筋混凝土双向偏压构件截面割线刚度、切线刚度矩阵计算的简便公式 .并将混凝土积分面积划分成若干个三角单元 ,用高斯面积数值积分计算三角单元刚度矩阵的各项系数 ,再叠加所有三角单元刚度矩阵的各项系数 ,来求得混凝土的割线刚度、切线刚度系数 .用文中方法对钢筋混凝土压弯构件进行了截面非线性全过程分析 ,分析结果与其它文献及实验数据比较 ,符合较好 .

复式钢管混凝土偏压柱试验

通过对9个不同尺寸和壁厚的内圆外方的复式钢管混凝土柱试件(其中内(圆)增强方钢管混凝土试件6个,方中空夹层钢管混凝土试件3个),进行偏压试验得到极限承载力和荷载-变形曲线。试验表明,对内(圆)增强方钢管混凝土,内置圆钢管的存在能够对偏压方钢管内核心混凝土起增强作用,且这种增强作用随着圆管管径的增大愈加明显;对于方中空夹层复式钢管混凝土偏压短柱,随着圆钢管管径的增加,其承载力降低的程度愈大。

异形柱双向配筋的快速算法

分析给出了异形柱双向配筋的快速算法,明显减少了求解中和轴的选代次数,而且适用于不等肢长、各类混凝土等级的异形柱配筋计算.按本方法编制的程序可满足工程精度要求,且具有实用价值,已成功嵌入结构分析程序中.

3D打印结构柱偏压性能试验研究

进行了6根3D打印结构柱和3根普通钢筋混凝土柱的偏压试验,分析了3D打印结构柱在不同偏心荷载作用下的破坏特征、挠度与承载力,并与普通钢筋混凝土柱进行对比.试验表明:3D打印结构柱与普通钢筋混凝土柱的破坏模式类似,但承载力降低10%~20%;跨中最大挠度随着偏心距的增大其增幅略微增大.所得试验结果可为3D打印结构柱的实际应用提供依据.

钢筋混凝土剪力墙拉剪承载力分析

完成了3组截面纵筋率分别为1.7%、2.5%和3%,剪跨比为1.5的13片钢筋混凝土剪力墙拉剪性能试验。试验结果表明,剪力墙的抗剪承载力随轴拉力的增加而减小,随截面纵筋率的提高而提高。在拉力和剪力共同作用下,因轴拉力的大小不同,剪力墙出现剪压破坏和滑移破坏两种破坏模式。根据试验结果绘制了破坏模式的分界线并推导了临界点计算公式,公式表明轴拉力越高、纵筋率越低的试件越容易发生滑移破坏。基于理论分析和以往的经验公式,在剪压破坏模式的抗剪承载力公式中增加了暗柱纵筋项。根据试验数据得出,剪压破坏模式下,抗剪承载力公式中的轴拉力和暗柱纵筋的影响系数分别为-0.2和0.04;滑移破坏模式下,轴拉力和截面纵筋影响系数分别为-0.6和0.6。

型钢混凝土异形柱的力学特性研究

从结构的边界条件入手,利用经典力学原理,分析了不同边界条件异形柱的力学特性,结果表明:异形柱截面不对称,即使在单向弯矩作用下,两端铰接以及一端固接一端铰接的异形柱也会产生双偏压特性,而两端固接的异形柱则是产生单偏压现象.并对"悬臂柱式"和"建研式"加载的异形柱低周反复荷载试验现象给予了理论上的分析和诠释;设计相关试验对理论分析结果进行试验验证,得出以下主要结论:"建研式"加载的低周反复荷载试验是对框架结构中异形柱力学性能的合理模拟,框架结构中异形柱的力学性能是单偏压特性以及滞回曲线对称,其破坏主要由承载力薄弱一侧的上下端部控制.

压弯剪扭复合作用下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

研究钢筋混凝土矩形柱在压弯剪扭复合受力下的抗震性能,进行4根钢筋混凝土矩形柱的拟静力试验,考虑扭转偏心距、体积配箍率、轴压比的影响。试验结果表明,有扭转偏心距的试件破坏具有弯扭破坏形态,无扭转偏心距作用的试件发生受弯破坏,扭转偏心距的存在会降低柱的延性,使耗能能力下降,加快刚度退化;轴压比对具有扭转偏心距试件的影响与没有扭转偏心距试件相似,轴压比大的试件屈服荷载增大,但延性和耗能能力降低;提高体积配箍率能改善有扭转偏心距试件的延性和耗能能力,降低刚度退化速度,可作为改善承受压弯剪扭复合作用的钢筋混凝土柱抗震性能的措施。

钢管混凝土叠合柱偏心受压承载力的计算方法

介绍了13根钢管混凝土叠合柱短柱(长细比4.67)的偏心受压试验结果,研究结果表明:钢管混凝土叠合柱偏心受压短柱正截面的破坏类型分为大偏心和小偏心受压破坏两种,以受拉区钢筋达到屈服强度,同时混凝土受压边缘达到极限压应变为界限破坏准则,同时其N-M具有抛物线的相关关系;叠合柱横截面应变符合平截面分布,不论偏心距大小,受压钢筋屈服总是先于受压区混凝土压碎。与试验结果相比,现行规程大幅度(51%~77.4%)低估了叠合柱偏心受压承载力。基于试验采用截面极限平衡理论提出了叠合柱偏心受压短柱的正截面承载力公式,公式形式简单,与我国现行的规范体系相协调,计算结果与试验结果吻合良好。

细长偏心受压钢筋混凝土杆件的强度失效及稳定失效极限承载力分析

在研究了细长偏心受压钢筋混凝土杆件强度失效及稳定失效规律的基础上,明确了钢筋混凝土偏心压杆在考虑二阶效应和不考虑二阶效应时的非线性强度失效特征及设计准则;并通过非线性有限元模拟分析,给出了细长钢筋混凝土压杆的极限承载力表达式以及由此确定的双控设计法。

碳纤维布加固钢筋混凝土小偏心受压柱的可靠度分析

对碳纤维布(CFRP)横向约束的混凝土矩形偏心受压柱进行了静载性能试验,测得了小偏心受压柱加固后的极限承载力,并在小偏心范围内,对不同偏心率下的CFRP加固混凝土柱受压的极限承载力和可靠度作了分析.结果表明:外贴CFRP能有效地提高小偏心受压混凝土柱的抗压极限承载力和可靠度,且其极限承载力和可靠度的提高幅度随偏心距减小而增大.

两面高温下钢筋混凝土压弯构件的试验研究

进行了9根两面高温的钢筋混凝上偏心受压构件的试验.结果表明,不均匀高温下的钢筋混凝土偏心受压构件的极限承载力并不一定随偏心距的增加而下降,而是存在一个偏心距不等于零却有最大承载力的极强偏心距点,此点两侧随偏心距的增加构件的极限承载力下降.文中还给出了构件的各种表观现象、破坏形态、侧向挠度和轴向变形等性能随试验温度的变化规律.

偏心受压下的L型截面钢骨混凝土异型柱试验

目的研究L型截面钢骨混凝土异型柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能.方法通过制作3根不同含钢率的L型截面钢骨混凝土异型柱和1根无钢骨的L型截面钢筋混凝土异型柱,对异型柱在单向偏心受压下进行试验研究,利用试件的试验数据,绘制了各种荷载-应变、荷载-位移关系曲线并进行分析.结果通过对L型截面钢骨混凝土异型柱和钢筋混凝土异型柱的单向偏压试验研究,明确了L型截面钢骨混凝土异型柱的破坏特征,受力性能、破坏机理及含钢率对异型柱承载力的影响.结论L型截面钢骨混凝土异型柱跟普通的L型截面钢筋混凝土异型柱相比,具有更高的承载力,更大的延性性能,随着含钢率的增加,构件的承载力及延性也相应增大.