基于ANSYS的混凝土内湿度场计算方法

为利用通用有限元程序温度场模块计算混凝土内部湿度场,对比了温度场和湿度场的微分方程、初始及边界条件,提出了有限元程序ANSYS温度场模块计算混凝土湿度场的有限元方法,并基于既有混凝土内相对湿度测试试验结果,从自干燥效应和干燥效应两方面对该方法进行了验证,分析了影响湿度场分布的内部水分自耗函数、湿度扩散系数和表面水分转移系数的参数取值,得到了水分自耗率公式.研究结果表明:湿度场计算中的相对湿度、湿度扩散系数、湿度自降低项和表面水分转移系数可分别用温度场计算中的温度、导温系数、绝热升温函数和换热系数表示;用温度场模块分析混凝土的湿度场结果与既有试验结果的最大误差为7.3%,满足工程要求;获得的水分自耗率公式可适用于水灰比为0.28~0.68的混凝土湿度场计算.     

混凝土内部湿度场雷达检测实验研究

以一维传输下的成熟混凝土试件为研究对象,通过雷达观测混凝土内部湿度场实验及基本数据分析,了解掌握混凝土相对介电常数、含水率、雷达波传播速度及其含水率关系,探究混凝土内部湿度场雷达检测技术要点及混凝土内部湿度场分布。     

多雨地区双块式无砟轨道湿态混凝土力学性能

长期处于水环境中的双块式无砟轨道内部存在不均匀的湿度场，而湿度会对轨道结构的力学性能产生一定的影响. 为研究水环境中双块式无砟轨道内部不同湿度状态下混凝土宏观力学性能，结合水环境中双块式无砟轨道的湿度分布情况，建立了混凝土基质纳观组分（C-S-H）分子动力学模型，对混凝土基质展开多尺度计算，并进行两级均匀化分析. 结果表明:水环境中的双块式无砟轨道结构表层湿度的梯级分化明显，轨道内部的湿度差最高可达38.41%；混凝土的弹性模量和泊松比随饱和度的增加而增大；混凝土饱和度由0增加到100.00%时，支承层、道床板及轨枕混凝土弹性模量的增幅分别可达35.0%、19.5%、16.2%.      

自然环境混凝土徐变试验和预测模型研究

为准确预测实际工程结构混凝土徐变的发展规律,在反映恒温、恒湿条件下混凝土徐变性能的基准徐变系数基础上,引入温度、湿度徐变系数,建立了预测实际环境温、湿度条件下混凝土徐变的组合徐变模型.借鉴徐变计算理论,提出了由环境温度变化引起的混凝土附加徐变的实用计算方法.研究结果表明:自然环境中随时间变化的温、湿度导致现行徐变模型的预测结果与实际的徐变变形存在显著差异,其引起的混凝土附加徐变随季节更替而产生周期性增减交替变化;组合徐变模型给出的结果与试验结果最大相对偏差为6%,与试验结果最为接近的现行徐变模型相比,减小了7%.      

钢管混凝土轴心受压承载力计算

总结了现有钢管混凝土轴心受压承载力的计算方法，对约束混凝土轴心抗压强度的理论和试验研究成果进行了回顾，同时在约束混凝土理论基础上，建立了钢管混凝土轴心受压承载力的计算公式，并与其他方法进行了数值比较。结果显示，此方法与试验结果符合较好。     

方中空夹层钢管混凝土轴压柱承载力有限元分析

深入研究方中空夹层钢管混凝土构件的力学性能是该类结构的基础.文章结合已有文献中方中空夹层钢管混凝土柱的轴压试验,采用ANSYS软件分析钢管混凝土轴压构件,混凝土采用考虑钢管约束效应的本构关系,钢材采用双线形随动强化模型,采用ANSYS(APDL)编制命令流,并结合数值方法对方中空夹层钢管混凝土轴压柱的荷载-变形关系的分析.显示ANSYS计算结果和试验结果以及数值计算吻合较好.     

方中空夹层钢管砼轴压力学性能的理论分析

利用数值分析的方法对内管为方形的方中空夹层钢管混凝土轴心受压构件进行分析，确定了方中空夹层钢管混凝土轴压强度承载力的简化计算公式，并分别对数值分析结果、试验结果及简化计算结果进行比较，三者吻合良好。     

钢板-混凝土组合加固混凝土T梁的抗弯性能试验

设计了4根钢板-混凝土组合加固混凝土T梁进行抗弯承载力试验,试件的主要设计参数包括损伤程度和植筋间距。采用荷载传感器、位移计和应变计,分别测量了加载过程中试验梁的荷载、挠度、应变、裂缝的产生和发展、新老混凝土界面与钢板-加固混凝土界面的纵向滑移,采用有限元软件ANSYS分析了试件的受力性能,采用塑性方法研究了试件的极限抗弯承载力,并对比了模型试验、数值模拟与理论分析结果。分析结果表明:钢板-混凝土组合加固可使混凝土T梁极限抗弯承载力提高约2倍,植筋间距与原梁弯曲损伤程度对组合加固T梁的极限抗弯承载力影响约为4%,植筋间距越大,新老混凝土界面纵向相对滑移越大,极限抗弯承载力的数值计算值和理论计算值与试验值最大相对差值为9%,因此,模型试验、数值模拟与理论计算结果均表明钢板-混凝土组合加固可显著提高混凝土T梁的极限抗弯承载力。     

连云港盐渍土中钢筋混凝土结构寿命预测

通过分析连云港盐渍土中盐分含量分布,指出连云港盐渍土属于氯盐渍土,盐分含量随土层深度的增加线性减小,对钢筋的腐蚀性为中等腐蚀性;综合考虑氯离子在混凝土孔隙溶液中的扩散、电迁移以及毛细吸附过程,建立氯离子运移模型;模型的计算结果与实测结果有较好的拟合度;采用有限元方法分析了连云港盐渍土环境下混凝土内部氯离子含量分布状况,并计算不同混凝土保护层厚度的结构物寿命,建议混凝土保护层厚度应该大于50 mm。     

钢-混凝土双面组合箱梁日照温度场研究

自然环境中的钢-混凝土双面组合箱梁受到日照作用影响,在梁体内部会产生温度应力。对某地的日气温变化及日照辐射量进行计算;利用有限元软件ANSYS进行仿真分析,计算双面组合箱梁截面在日照条件下的温度分布,对比分析正负弯矩区截面温度分布的异同,得到组合梁表面日温度变化规律;选取温差最大时的数值结果进行分析,用多项式拟合沿梁截面高度温度梯度分布。     

基于元胞自动机的开裂混凝土氯离子扩散模拟与分析

为获得氯离子在开裂混凝土中的浓度分布以及分析裂缝形状、分布形式、偏转角度对混凝土中氯离子扩散效应的影响,根据氯离子在开裂混凝土中的扩散机理,利用元胞自动机和均匀化等效分析方法,建立了模拟开裂混凝土中氯离子扩散过程的元胞自动机模型,并利用数值试验对模型中元胞尺寸进行了优化.研究结果表明:在不影响计算精度的情况下,为提高模...     

连续配筋混凝土路面早期裂缝

为了准确计算连续配筋混凝土路面早期裂缝的分布和发展规律,基于钢筋混凝土间粘结滑移的非线性本构关系,采用接触理论,建立了连续配筋混凝土路面在温度变化和混凝土干缩情况下的有限元刚度方程,得出了计算早期裂缝宽度和裂缝间距的有限元解。研究了混凝土抗拉强度、弹性模量的变化、施工季节、配筋率和钢筋直径等因素对连续配筋混凝土路面早期裂缝的影响。计算结果表明:混凝土抗拉强度与弹性模量随龄期的变化对连续配筋混凝土路面的早期裂缝在浇筑完成后28d内影响显著,随着龄期的增加逐渐趋于稳定,配筋率和配筋方式对早期裂缝的影响较大,为控制早期裂缝的发展,采用小直径多根数的配筋方式较为合理,且最好在秋季施工。     

不同含水率对钢筋混凝土柱推倒分析的影响

混凝土含水率影响到混凝土的力学性能,从而对钢筋混凝土结构性能有较大的影响.结合钢筋混凝土短柱单调静力推倒的相关试验,应用SAP2000程序,建立并验证了钢筋混凝土柱有限元分析模型,在不同含水率条件下,对钢筋混凝土柱进行了推倒分析.结果表明：随着含水率的增加,构件基底最大剪力和变形能力呈先提高后降低的趋势,且随着含水率的增大下降幅度越来越大.     

荆岳长江公路大桥滩桥箱梁C55混凝土早龄期强度试验研究

文中对荆岳长江公路大桥滩桥箱梁C55混凝土早龄期强度发展规律进行了试验研究。在施工现场对泵送混凝土取样,制作标准养护和同条件养护试件,对其早龄期抗压强度、弹性模量和回弹强度进行了测试。试验结果表明:养护条件对混凝土早龄期强度的发展有较大影响,就所测试的情形而言,同养试件的强度低于标养试件,随着龄期的增长,同养试件和标养试件的强度差异有减小的趋势。此外,文中根据回弹强度结果建立了滩桥箱梁混凝土早龄期强度专用测强曲线,回弹结果表明该曲线具有较高的精度。这说明回弹法适用于桥梁工程中混凝土的早期强度评估,这对于相关的施工检测具有一定的参考意义。     

水泥混凝土路面脱空处治的施工工艺及特点

水泥混凝土路面是一种刚度大、强度高、扩散荷载能力强、稳定性好、寿命长的路面结构,在国内已被广泛应用。脱空是水泥混凝土路面的一种常见早期病害形式,简要阐述了常用两种路面脱空处治技术的施工工艺及特点,有助于相关单位选择处治技术方案和指导现场施工。     

地下结构混凝土随机分布裂缝对硫酸根离子的扩散影响

为研究地下结构混凝土随机裂缝宽度对混凝土内硫酸根离子扩散系数及浓度分布的影响,假设混凝土初始裂缝由矩形裂缝单元构成,裂缝单元出现位置的概率密度函数沿裂缝纵向服从正态分布,推导了开裂混凝土内硫酸根离子的扩散系数随裂缝宽度的变化规律.根据菲克第二定律修正硫酸根离子的扩散方程,并针对两种不同的裂缝形态参数进行了数值算例分析.结果表明:两种情况下,离子的浓度均可在50 h内达到稳定;裂缝形态参数越小且裂缝形态越不规则,离子扩散得越慢,离子浓度达到稳定的时间越长.      

不同连接程度板桁桥对混凝土板应力的影响

针对目前高速铁路应用较多的64m下承式板桁半结合桥,通过改变混凝土与钢桁梁之间连接刚度以及剪力键分布距离来分析比较其对混凝土应力的影响,计算表明,连接刚度的增加,混凝土板的轴向应力随之增加,但弯曲应力影响较小。通过剪力键布置间距减小,纵梁上方处混凝土板应力影响较大,而混凝土边缘以及中心线处应力影响较小。     

高性能混凝土早期自收缩机理及诊治原理

分析了高性能混凝土的早期自收缩特点,论述了其早期自收缩机理,针对高性能混凝土自收缩集中在早期、对后期裂缝影响较大的特点,提出掺用粉煤灰,利用其早期水化速度慢来改善高强混凝土硬化速度,从而降低混凝土早期自收缩程度,提高耐久度。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展的氯离子渗透特征

为了研究荷载作用下混凝土结构裂缝扩展过程中的氯离子侵蚀问题,更加准确地描述不同扩展阶段裂缝周边的氯离子侵蚀特征,依据混凝土断裂准则,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,自编程序模拟了混凝土小梁Ⅰ型断裂裂缝开展过程;在断裂分析的基础上通过参数等效,采用结构-热分析方法,基于体应变-损伤变量-氯离子扩散系数一一映射关系,实现了混凝土裂缝扩展过程中各个阶段氯离子侵蚀的数值分析.结果表明：不同裂缝扩展阶段,三点弯曲混凝土小梁裂缝周边氯离子侵蚀结果与试验结果吻合,荷载作用下混凝土裂缝尖端氯离子侵蚀呈现加剧现象,在混凝土结构耐久性寿命分析中起决定性作用;双K断裂准则和基于损伤参数的氯离子扩散模型能够模拟混凝土开裂过程氯离子侵蚀问题.     

酸雨对水泥砼强度影响的模拟及其腐蚀的化学机理分析

基于物质间发生化学反应的基本规律探讨酸雨对水泥砼路面的化学破坏作用,得出了水泥砼路面材料与酸雨中的酸性物质发生化学反应的方程式,酸雨中的酸性物质与水泥砼中的水泥凝胶材料和骨料均会发生化学反应,且反应都会生成可溶于水的盐类,不同酸度酸雨对砼材料抗弯拉强度影响的模拟试验表明,酸雨对砼的强度有着明显的不良影响,且酸雨的酸度越高,对水泥砼材料的强度影响越大,当酸雨的pH值小于3 0以后,砼的抗弯拉强度减小加快,由此推论酸性较强的酸雨对水泥砼路面病害的产生具有明显的促进作用.