基于位移的钢筋混凝土框架结构整体等效阻尼比模型

现有针对钢筋混凝土框架结构的等效阻尼比公式大多使用简化的单自由度滞回模型等效推导得出,难以充分反映结构的整体非线性滞回特征。按现行抗震规范设计了66个不同层数和跨度的规则钢筋混凝土框架结构,并对其进行单向推覆分析,选出其中主要通过梁铰变形耗能的51个结构进行往复推覆分析,基于等能量耗散原则建立了适用的整体等效阻尼比模型,分析表明,基于该等效阻尼比的结构位移需求预测值总体偏低。为此,进一步通过动力时程分析对其进行修正,采用修正后的整体等效阻尼比模型进行拟静力非线性分析,所得结果与时程分析得到的平均最大位移基本一致,说明该模型具有较好的适用性,可以更好地反映结构整体耗能特性。     

仿真计算中钢筋混凝土材料的等效模量

将复合材料细观力学的理论应用于钢筋混凝土结构仿真分析中,提出了钢筋混凝土材料有限元计算的新方法.在Y.H.Zhao和G.J.Weng[1,2]所建立的纤维增强复合材料的等效模量公式的基础上,经过适当的修正确定了钢筋混凝土材料的平均等效模量的简化公式 应用等效模量使有限元分析建模简单、精度高,特别适用于大体积和复杂结构的仿真分析 为钢筋混凝土这种被普遍认为难以进行高精度仿真的结构材料的分析计算开辟了新途径.     

考虑粘结滑移的RC锚固区段修正钢筋本构关系

根据静力平衡和变形协调,考虑锚固方式、粘结失效和拉脱滑移等对粘结滑移作用的影响.分别按钢筋水平锚固段和下弯段滑移值推导了钢筋混凝土结构锚固区段在粘结滑移作用下的修正钢筋本构关系,为钢筋混凝土结构非线性有限元分析中考虑粘结滑移关系提供了简化和有效的途径.采用不同的材料模型对典型的梁柱节点试验进行非线性模拟,并与试验结果进行对比,分析表明:修正钢筋本构关系可以有效模拟锚固区段粘结作用的发展和失效过程,以及粘结滑移作用下结构的受力性能.     

钢筋混凝土材料有限元分析中的等效模量方法

目的为了解决目前在研究复杂的大体积钢筋混凝土结构的整体性质时，计算精度和计算效率问的矛盾，简化结构的计算机模拟方法．方法应用复合材料力学理论和细观力学的等效模量方法对钢筋混凝土材料进行模量等效．结果在Y．H．Zhao和G．J．Weng建立的纤维增强复合材料的等效模量理论基础上。针对钢筋混凝土材料的力学特征。提出了钢筋单方向分布、三方向分布情况下钢筋混凝土材料的平均等效模量的简化公式．结论并通过有限元模型计算和模型试验的对比，验证了笔者提出的等效模量公式的适用性．为钢筋混凝土结构性质的研究提供了一种新的有限元模型创建方法．     

基于改进纤维模型的RC剪力墙静力弹塑性分析

为了使纤维模型能够有效模拟剪切效应,提出了一种基于塑性理论和虚拟单元法的改进纤维模型RC剪力墙全过程静力弹塑性分析方法.推导出等效单轴应力和等效单轴应变的计算公式,在纤维层面建立考虑剪切效应的应力和应变关系,将纤维由多轴受力状态等效为单轴受力状态,引入虚拟单元法来解决有限元数值计算过程中遇到的负刚度问题.利用自编程序及ABAQUS软件对一片钢筋混凝土剪力墙进行静力弹塑性分析,结果表明,自编程序计算曲线与试验曲线及ABAQUS软件计算曲线吻合较好,能够反映出剪切效应的影响.改进的分析方法简便有效,便于编程,可用于分析剪切效应明显的钢筋混凝土剪力墙构件.     

砌体RVE均质过程的有限元分析

均质化是以连续介质力学为基础的砌体结构数值分析中最重要的一步，形成可以等效砌体组成材料的砌体代表性体积单元（Representative Volume Element,简称RVE）又是均质化过程中的关键步骤，RVE是通过分别考虑砌块和砂浆的材料特性和相互作用建立起来的力学模型，本文采用有限元分析程序ANSYS对RVE进行模拟，分析了它在几种不同的加载条件下的应力应变关系，计算了它的等效弹性模量和泊松比，阐明了有限元法可以被用于砌体均质化过程。     

钻孔咬合灌注桩计算模型的简化

根据抗弯刚度等效原则,推导出素混凝土-钢筋混凝土钻孔咬合灌注桩围护结构的等效本构关系.在此基础上,将钻孔咬合灌注桩围护结构等效为地下连续墙.简化模型的有效性通过ANSYS数值模拟方法进行了验证.简化计算模型的建立,方便了利用有限元方法对深基坑开挖过程中支护结构对土体变形影响的模拟分析.     

基于相似理论的重力坝扬压力等效模拟方法研究

扬压力是影响重力坝坝基稳定的一个重要因素,为了研究在重力坝抗滑稳定模型试验中扬压力的试验模拟方法,应用了力学分析、理论推导和数值模拟3种方法.依据重力坝的受力特征,提出了用等效荷载模拟扬压力的试验方法及等效荷载的计算公式,并应用模型相似理论,推论了等效模型与实际模型之间存在的相似关系.在此基础上,通过对均质坝基上的重力坝进行数值计算,对比分析了等效模型与实际模型的结构特性,验证了扬压力等效模拟方法的等效性和合理性.研究结果表明,等效荷载模拟方法能较好地模拟扬压力的作用,可用于重力坝抗滑稳定模型试验中.     

OpenSees中混凝土本构模型用于模拟结构滞回性能的对比

对Open Sees软件提供的6种单轴混凝土本构模型的计算原理和参数取值进行了详细的归纳,并采用塑性铰单元和Reinforcing Steel材料模型分别与各混凝土本构模型结合建立有限元模型,对钢筋混凝土柱拟静力试验进行模拟分析。试验结果与模拟结果对比研究表明:Concrete02、Concrete03与Concrete07模型模拟结果基本一致,3种模型均可以较好地模拟钢筋混凝土柱的捏缩效应和滞回特性,能够反映钢筋混凝土柱在往复荷载作用下的受力行为,适用于钢筋混凝土结构动力非线性分析。     

密肋壁板结构计算模型及静力弹塑性反应分析

结合前期密肋复合墙体与密肋壁板结构的试验研究,将密肋复合墙体中砌块等效为均匀受力的斜压杆,推导出等效斜压杆的弹塑性应力-应变公式,提出在等效斜压杆中设置轴向塑性铰,由此建立密肋复合墙体的弹塑性计算模型;研究密肋复合墙体的弹塑性屈服机制;建立密肋壁板结构的弹塑性计算模型,并对结构进行静力弹塑性反应分析;最后提出密肋壁板结构抗震性能评估方法.理论分析和试验表明:采用等效斜压杆模型对密肋复合墙体进行分析能较好的反映墙体"三阶段"破坏特性;建立的结构弹塑性计算模型能较好地模拟密肋壁板结构的真实破坏过程,为结构的抗震性能评估及弹塑性动力反应分析提供简化的力学模型.     

钢筋混凝土结构疲劳时变可靠性分析

钢筋混凝土结构在疲劳荷载作用下材料要发生劣化,从而结构抗力降低,可靠度发生改变.笔者应用非线性有限元理论计算出结构"危险部位"钢筋和混凝土材料的疲劳应力,通过材料疲劳过程中强度和刚度的损伤劣化模型计算出结构的剩余抗力,并对其进行时变可靠性评估和剩余疲劳寿命预测.其研究方法适用于复杂结构形式和任意边界条件的钢筋混凝土结构疲劳验算和可靠性评估.     

钢筋混凝土框架的三维非线性有限元模拟分析

采用ANSYS软件中非线性分析常用单元:SOLID65、LINK8及COMB IN39,分别模拟混凝土、钢筋以及钢筋与混凝土的黏结滑移,建立分离式模型模拟四层两跨钢筋混凝土框架的荷载位移曲线,通过与试验结果的比较,验证模型的正确性。然后根据ANSYS中建立分离式有限元模型模拟不同轴压比、不同混凝土强度及不同配筋情况下框架的荷载位移曲线,分析以上因素对水平承载力的影响。     

高强钢筋高强混凝土柱恢复力模型

目的 为了进行非线性有限元分析并验证构件的抗震效果，提出配有高强钢筋的高强混凝土柱的恢复力模型．方法 根据混凝土构件恢复力模型的基本理论和确定方法，针对高强钢筋高强混凝土柱的特点。考虑其刚度退化和强度退化，采用基于截面条带法的数值分析方法．结果 配有高强钢筋的高强混凝土柱的恢复力特性不仅与钢筋和混凝土的材料性能有关，而且与配筋方式、数量和轴压比的诸多因素有关．结论 提出的恢复力模型-退化双线性模型的正确性得到了实验的验证．     

模态分析中钢筋混凝土桥墩的简化模型

利用ANSYS有限元程序,对钢筋混凝土桥墩在墩底固结情况下进行模态分析,提出了用等效均质结构代替原结构以及采用抗弯刚度为控制参数的模型简化方法,并对其合理性进行了验证,为桥梁的抗震分析提供了一种合理、有效的模型简化方案．     

锈蚀钢筋混凝土压弯构件非线性有限元分析

通过选用合适的材料本构模型和粘结滑移模型，建立了锈蚀钢筋混凝土构件的有限元分析模型，以钢筋锈蚀率和轴压比为变量，对锈蚀钢筋混凝土压弯构件进行数值分析，旨在为在役锈损结构的非线性分析奠定基础．分析结果表明，钢筋锈蚀率和轴压比同时影响着锈损构件的性能劣化；构件的承载能力和变形能力均随锈蚀率的增加而降低；粘结力退化加剧了构件性能劣化，且小轴压比构件对粘结力退化更为敏感；就锈蚀率而言，构件性能劣化较粘结性能退化有一定的滞后；性能降低幅度也与轴压比有关，小轴压比构件的退化幅度相对较大；对于高轴压比构件，变形能力退化较少，而承载力退化幅度大于变形退化幅度．     

坝内圆孔结构的配筋研究

通过坝内圆孔结构的模型试验,结合钢筋砼非线性有限元分析,探讨了圆孔结构在坝体荷裁作用下的受力特征和破坏形态,提出了圆孔结构的配筋计算方法,并提出用RCNL计算机程序进行大体积砼结构配筋计算的具体步骤。     

考虑液固耦合水池地震反应分析方法及其应用

本文以钢筋混凝土水池为研究对象,采用势流体理论,建立液固耦合分析模型,给出相应的地震反应分析方法.采用上述分析方法对水池结构进行简化,改变水池的各设计参数对水池结构液固体系进行地震反应分析,研究给出考虑液固耦合作用对水池抗震性能的主要影响因素,并总结液体-固体耦合相互作用的规律,为这类钢筋混凝土水池的抗震设计、抗震规范制定和抗震安全性评定提供理论基础和依据.     

钢筋混凝土框架结构住宅楼抗震性能研究

通过对汶川一栋8层钢筋混凝土框架结构住宅楼进行ABAQUS有限元数值模拟,并对其有限元模型进行了模态分析及反应谱分析.通过结构动力特性的分析,得出此类平面对称不规则钢筋混凝土框架结构住宅楼在地震作用下的变形特点及薄弱层,为今后的钢筋混凝土框架结构设计以及维修加固提供参考.     

预应力混凝土框架结构的非线性分析

预应力钢筋的存在改变了混混土结构的受力特点,普通混凝土结构的分析方法不能充分考虑预就风筋的影响。本文针对预应力混凝土框架结构特点,提出一种适用于分析预应力分析预应力混凝土框架结构的模型。该模型以杆单元模型为基础,考虑箍筋和截面剪力分布,几何非线性和材料非线性,混凝土开裂破坏,以及粘结应力。通过尖力混凝土框架试验对该模型进行了验证。