结构体系转换对PC连续梁桥变形的影响研究

结合工程实例，采用一种新型的通过改变模型参数实现模拟结构体系转换过程的计算模型，对某预应力混凝土连续梁桥施工过程中解除临时支座前后的线形变化进行了计算，并以实测数据为基础，对不同参数状态下计算模型的变形计算结果进行了比较、分析，证明了本文计算方法的正确性和有效性．所得结论对其他类型桥梁结构施工控制过程的分析也具有一定的借鉴意义。     

基于薄层裂缝单元的钢筋混凝土结构非线性有限元分析

在分析了离散裂缝模型、片状裂缝模型以及断裂力学裂缝模型等裂缝模式的基础上，采用了薄层裂缝单元模型对钢筋混凝土结构进行了非线性有限元分析。用弹性力学的理论推导出了薄层单元的刚度矩阵，并将其内嵌入开裂混凝土单元中形成组合单元，简要介绍了薄层单元一混凝土组合单元刚度矩阵的计算方法。随后简要介绍了软件的设计，进行了算例分析，通过与试验结果的比较验证了模型的合理性和软件的计算精度及可视化程度。     

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱肋力学分析

本文采用通用有限元软件建立拱桥结构模型，在尖湖钢管混凝土拱桥施工监控的基础上，对成桥阶段的拱肋进行受力分析计算，并与实际检测数据进行对比，相关性良好。比较结果表明，采用此模型可以基本上模拟钢管混凝土拱桥的实际受力状态，并可为施工监控提供理论支持。     

水泥混凝土临界损伤研究

本文分析了水泥混凝土临界损伤形成的条件和特点，进而，建立了重正化群模型和不动点方程；通过对损伤的规范化处理，求出了临界损伤面积密度，与经验值较吻合，本文结果对水泥混凝土及其它脆性材料的损伤力学分析有实际意义。     

钢管混凝土模型拱动力特性分析

通过振动台试验，获得了钢管混凝土模型拱结构的自振频率．利用结构分析软件SAP2000，采用三维梁单元，视钢管混凝土为组合材料，对结构动力特性进行了有限元计算，获得了结构的频率和振型，计算结果与试验结果吻合较好．为了扩大研究的范围，进一步分析了模型拱在不同条件下的动力特性．通过改变拱肋的刚度、横撑数目以及支撑条件，研究了结构频率和振型的变化，分析了影响钢管混凝土拱结构动力特性的因素．结果表明，加强横撑有利于提高结构的横向自振频率，拱肋刚度对结构自振频率影响不大．     

连续配筋水泥混凝土路面的有限元模型探讨

在分析连续配筋水泥混凝土路面的力学特性，利用有限元方法对连续配筋水泥混凝土路面荷载应力及温度应力进行分析的基础上。建立连续配筋水泥混凝土路面的有限元模型，并运用水泥混凝土路面应力计算程序CP05对其进行验证，其计算结果可靠，说明连续配筋水泥混凝土路面的有限元模型具有一定的实用价值。     

考虑混凝土损伤的双面组合连续梁挠度和裂缝宽度研究

钢-混凝土双面组合连续梁负弯矩区上混凝土板受拉会产生裂缝。利用ANSYS有限元软件,考虑了混凝土的拉应变软化特性,对钢-混凝土双面组合2跨连续梁模型进行数值模拟分析,得到了上混凝土板裂缝分布和宽度。将计算结果与实测结果进行比较,验证了该模型的有效性。通过变换下混凝土板厚度和混凝土极限拉应变值,分析其对双面组合梁挠度和裂缝的影响;采用最小二乘法,对荷载-挠度;荷载-最大裂缝宽度曲线进行拟合,得出相应的计算公式。     

钢管混凝土单圆管肋拱非线性分析

考虑拱肋初始挠度等缺陷的影响,采用钢管混凝土组合材料的本构关系,建立钢管混凝土单圆管肋拱计算模型。利用大型通用软件对一肋拱模型试验进行模拟计算,采用混合法,分别进行了线弹性、几何非线性及材料与几何双重非线性受力分析。通过计算结果与试验结果的比较,说明本文计算方法具有一定的优点,可为类似计算借鉴。     

基于ABAQUS的RC框架顶层端节点有限元分析

简述了一个RC框架顶层端节点在ABAQUS中的建模过程。采用混凝土损伤塑性本构模型,对节点模型进行了单调加载下的有限元分析。通过非线性分析结果与实验结果对比,研究了顶层端节点的受力机理,考察了混凝土强度,纵筋强度,配箍率等因素对节点受力性能的影响。     

CFRP加固局部薄弱混凝土桥墩非线性分析

环境或施工等因素导致的钢筋混凝土桥墩局部混凝土劣化会削弱桥墩的抗振承载能力亟待加固.进行了CFRP加固局部薄弱桥墩的压弯性能试验研究,并分别采用FRP约束混凝土轴压偏压应力-应变关系对CFRP加固局部薄弱桥墩进行了非线性分析.结果表明,采用偏压模型预测的方法比传统预测方法更接近试验结果,采用FRP约束混凝土偏压本构关系进行非线性分析比传统预测适用性更强.讨论了传统采用轴压模型对CFRP加固局部薄弱桥墩进行非线性分析的局限性.     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

滚石冲击钢筋混凝土板的弹塑性动力响应研究

滚石冲击钢筋混凝土板过程伴随复杂的能量转化,基于经验或Hertz接触理论的传统钢筋混凝土板抗冲击设计与实际状况有较大出入.为探索一种更加高效准确的滚石冲击响应计算方法,引入Olsson针对正交各向异性复合板提出的冲击动力控制方程,结合弹塑性接触理论开展滚石冲击钢筋混凝土板动力响应分析,并与Hertz解及动力有限元解进行对比,结果表明:相同条件下,Hertz理论解由于仅考虑板的弹性变形,其峰值冲击力较弹塑性理论解和动力有限元解分别增大31.8%和77.1%,其最大压痕深度较后两者分别增大17.3%和61.8%,而基于弹塑性接触准则的冲击动力响应更加接近于动力有限元解,趋于真实,且避免了复杂建模过程,高效可行.      

Development of a nonlinear 3D solid finite element model for the calculation of bending moments of flexural members

A numerical model is developed in this paper to calculate the bending moments of flexural members through integration in 3D solid finite element analyses according to the nonlinear constitutive model of concrete and the elastoplastic constitutive model of steel, utilizing the stress condition of the cross-section, considering the destruction characteristic of reinforced concrete members, and based on the plane cross-section assumption. The results of this model give good agreement with those of the classical method. Consequently, we can also deduce the corresponding numerical expression for eccentrically loaded members according to the analysis method.     

连续配筋混凝土路面纵向钢筋荷载疲劳断裂分析

采用ANSYS非线性有限元程序,分析标准轴载作用下连续配筋混凝土路面横向开裂稳定后裂缝处纵向钢筋的塑性应变,并利用损伤理论及屈服准则推导重复荷载作用下裂缝处纵向钢筋断裂的疲劳公式,具有一定的理论和现实意义。     

3D Nonlinear Numerical Simulation of Intact and Debonded Reinforced Concrete Beams

To study the behaviour of reinforced concrete (RC) structures with sections of concrete removed and the reinforcement exposed, 3D nonlinear numerical analysis was performed upon both intact and debonded RC beams by using finite element techniques. The deformational characteristics and the ultimate loads were obtained through numerical models, as well as crack and stress distributions. The failure modes can also be deduced from computational results. Compared with intact beams, the normal assumptions of plane section behaviour is not hold true and the patterns of stress and strain are different in debonded RC beams. The numerical results show good consistency with experimental data. This kind of numerical simulation is a supplement to existing codes.     

钢-混凝土组合试件长期推出试验与有限元分析

采用推出试验和有限元方法研究了采用不同剪力连接件的钢-混凝土组合试件的界面长期滑移和应变发展过程; 参考Eurocode 4中推出试验标准试件, 设计了2组试件用于长期推出试验; 分别采用栓钉和PBL作为剪力连接件, 采用螺杆施加长期荷载, 测试了长期加载过程中的界面滑移、混凝土应变和钢梁应变; 同步加载测试了150 mm×150 mm×300 mm的混凝土试块的长期变形, 并以此变形计算混凝土徐变系数; 对比了徐变模型对计算结果的影响, 并讨论了不同混凝土徐变模拟方法。研究结果表明: 界面滑移和混凝土应变在加载初期增长较快, 加载120 d后达到稳定状态; 栓钉试件和PBL试件的最大界面滑移分别为0.162和0.068 mm, 最大值均位于界面底部; 栓钉试件和PBL试件的混凝土最大应变分别为7.30×10-5和1.34×10-4, 最大值均位于混凝土板底部; 钢梁应变在整个试验过程中基本保持稳定, 未出现明显的应力重分布, 栓钉试件和PBL试件的钢梁最大应变分别为3.7×10-5和6.5×10-5, 最大值均位于钢梁顶部; 混凝土徐变是影响钢-混凝土组合试件长期性能的主要因素, 不同混凝土徐变模型计算所得混凝土徐变系数与测试值的偏差为60%~140%, 说明混凝土徐变模型对有限元结果影响显著; 采用指数函数拟合混凝土徐变系数测试结果的拟合误差为2.4%, CEB-FIP90模型计算所得混凝土徐变系数在加载后期与测试值的误差为3.71%, 建议无法实测时可采用CEB-FIP90模型计算混凝土徐变系数。      

空间刚架结构钢-混结合段的力学性能

为了研究某高速铁路空间刚架结构钢-混结合段的力学性能及传力机理,对其进行了1∶2大比例节段模型试验及非线性有限元分析.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试主要构件的应力、变形分布及其随加载历程的变化;结合非线性有限元分析,探讨了结合段传力构件之间的荷载分配关系.研究结果表明:钢-混结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;结合段内混凝土、钢板、剪力键等均处于弹性工作阶段,且应力分布均匀,具有较高的安全储备;钢-混结合段能有效传力,承压板和剪力键各自分担50%的荷载,荷载分配较合理.      

加载过程中钢筋混凝土梁弯曲变形的随机分析

为研究钢筋混凝土梁在服役期间变形随机性的变化规律,利用蒙特卡洛抽样与钢筋混凝土非线性有限元法,建立了钢筋混凝土梁非线性变形的随机分析模型.利用该模型对经典试验梁进行受力过程弯曲变形的随机分析,并对钢筋混凝土截面配筋率进行了参数分析,结果表明:在加载过程中,梁体变形的变异性是变化的;当荷载在开裂荷载高概率区间内时,梁体变形的变异性最大;不同配筋率的梁体变形的变异性有明显差异,配筋率越低,变异性越高.随着荷载的增大,梁体变形的变异性逐渐减小;当荷载接近正常使用极限时,变异性趋于稳定,此时不同配筋率的梁体变形的变异性也基本一致.      

钢筋混凝土拱结构破坏过程中损伤场的分布与演化

采用损伤力学理论,研究了钢筋混凝土拱结构静荷载作用下损伤破坏的过程。混凝土材料是一种拟弹脆性材料,其损伤破坏过程可近似看成是弹性损伤问题。基于弹性损伤普遍理论,取其3阶近似形式,得到一个含有4个独立参数的损伤本构模型。在该损伤本构模型中,引入了一个拉压修正系数,用于描述混凝土材料在受拉与受压状态下损伤行为的不同。对一实桥中钢筋混凝土拱肋的损伤破坏过程进行了数值模拟计算,理论结果与试验结果相一致,说明本方法可较好地描述钢筋混凝土拱结构的损伤与破坏行为。     

ABAQUS损伤塑性模型损伤因子计算方法研究

大型通用有限元软件ABAQUS广泛应用于钢筋混凝土结构非线性分析中,损伤塑性模型是其非线性分析的主要混凝土本构模型。总结该本构模型的基本原理和特点,着重分析推导了该模型的损伤因子计算方法,给出计算示例并将该参数计算方法应用到一简支梁有限元分析实例中,验证了该方法的可靠性,可为实际工程计算分析提供参考。