二次受力下自密实混凝土加固框架节点抗震性能试验研究

通过对3个自密实混凝土加固框架中节点和1个未加固的对比框架节点进行二次受力下自密实混凝土框架节点的拟静力试验,研究不同初始受力对自密实混凝土加固节点抗震性能的影响。柱轴压比为0.3,梁端初始力为0、0.25、0.50倍的被加固试件预估梁端开裂荷载。通过对试件破坏过程、新老钢筋应变、荷载位移滞回曲线等试验结果的分析得出：采用自密实混凝土增大截面法加固框架节点,新老混凝土的协同工作性能良好;考虑初始受力的影响,加固节点的极限荷载、极限位移、梁端位移延性系数等都会降低,且降低的程度随梁端初始荷载的增大而增大,在加固设计中应予以考虑。     

十字型框架节点加固承载力研究

以核心区没有配箍筋的十字型框架节点为研究对象，研究了加固对试件极限承载力的影响程度，借鉴以往加固试验的试验模型，建立节点有限元模型，用ANSYS结构分析软件对模型进行了非线性分析，以期得到试件的极限承载力性能。     

基于ABAQUS的HSCC柱轴心受压有限元分析

为研究高强自密实混凝土柱在轴心荷载作用下的受力性能及破坏特征,对已完成试验的高强自密实混凝土轴心受压柱进行ABAQUS有限元模拟分析,基于通用分析模块Standard,创建三组分析模型,经后处理得到高强自密实混凝土轴心受压柱的承载力、应力云图及荷载位移曲线。结果表明,有限元分析所得极限承载力模拟值与试验实测值吻合度较高,有限元模拟分析可以为高强自密实混凝土构件分析提供参考。     

焊接空心球节点极限承载力的试验与有限元分析

对4组共12个足尺带加劲肋空心焊接球节点进行单向加载试验,运用ABAQUS有限元软件,采用弹塑性线性强化材料本构模型建立有限元模型,考虑材料和几何非线性对其受力过程进行分析,并将试验和模拟所得极限承载力值与规范推荐值进行比较。结合试验和有限元模拟,提出两条在试验中定量地判断球节点极限荷载的建议。计算多种影响因素（球壁厚...     

型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点受力性能非线性分析

在型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点拟静力试验基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了组合框架节点的数值计算模型,对该组合框架节点在水平荷载作用下的受力非线性行为进行了有限元分析,获取了组合框架节点的破坏过程、破坏形态、应力云图、荷载-位移曲线及荷载特征值,并对节点的承载力计算值与试验值进行了比较,验证了有限元计算模型的合理性,进而分析了有限元拓展参数对组合框架节点受力性能的影响规律。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,该有限元模型能较好地模拟该组合框架节点在水平荷载作用下的受力性能;另外,提高再生混凝土强度或者箍筋强度对组合框架节点的抗剪承载力是有利的,但节点的延性变形能力有所降低;组合框架节点的抗剪承载力随着型钢强度的提高而显著增加,但节点的变形能力变化不大;增加体积配箍率或型钢配钢率可以明显提高组合框架节点的抗剪承载力和变形能力。     

钢管混凝土柱与组合梁端板连接的非线性有限元分析

为了研究钢管混凝土组合框架梁柱半刚性连接的受力性能与破坏形式,本文采用ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁端板连接的非线性有限元模型。该模型考虑了材料非线性、几何非线性和复杂接触问题,确定了钢管核心混凝土和楼板混凝土的本构关系模型、各组件的复杂接触关系。研究了组合节点的柱端水平荷载-水平位移关系曲线和破坏形式,并用试验结果验证了计算结果的准确性。进行了大量的参数分析,获得了在正、负弯矩作用下影响组合节点极限承载力和初始刚度的主要参数。研究结果表明:所建立的钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁端板连接的有限元模型具有较好的准确性,可以为半刚性钢管混凝土组合框架的理论研究提供参考依据。     

钢板-混凝土组合加固带损伤钢筋混凝土T梁的抗弯性能试验

为了研究钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土T梁在静载作用下的抗弯性能,对带损伤的2片混凝土T梁组合加固后进行了抗弯承载力试验,得到了构件破坏时的极限抗弯承载力以及受力特性,揭示了钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土T梁的弯曲破坏机理;建立了钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土T梁的有限元模型,并进行了非线性静力计算。结果表明:考虑材料非线性的静力计算结果与试验结果吻合良好;采用塑性分析方法建立的试验梁极限抗弯承载力简化计算公式的计算结果与试验结果吻合良好。     

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱轴压性能试验研究

对9根外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱和未加固钢筋混凝土中长圆柱进行轴心受压试验研究,研究长径比、钢管壁厚和后浇自密实混凝土强度对复合加固中长圆柱受力性能的影响。研究结果表明:未加固中长圆柱破坏形态属于局部强度破坏而复合加固中长圆柱的破坏属于弹塑性失稳破坏。长径比越小,复合加固柱承载力提高越大;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱极限承载力略有提高,但延性逐渐降低;钢管壁厚的增加能够显著提高复合加固柱的极限承载力和延性。在试验研究的基础上,提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱的承载力简化计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管自密实混凝土短柱的有限元分析

钢管自密实混凝土在工程结构中得到了广泛的应用.通过理论分析,建立了轴心受压钢管自密实混凝土短柱的承载力计算公式.并借助有限元分析软件ANSYS,考虑了钢管与混凝土两种材料本构关系的非线性,对轴心受压钢管自密实混凝土短柱进行了大量的非线性有限元分析,建立了钢管自密实混凝土短柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型.通过数值模拟,对提出的轴心受压钢管自密实混凝土短柱的承载力计算公式得出的结果进行了验证,发现计算结果与有限元分析结果吻合良好.     

带加劲肋焊接空心球承载力研究

在12个足尺带加劲肋空心焊接球节点单向加载试验的基础上,运用ABAQUS有限元软件,采用弹塑性线性强化材料本构模型建立有限元模型,考虑材料和几何非线性,利用弧长法对其受力过程进行分析,并将试验和模拟所得极限承载力值与规范推荐值进行比较.结合试验和有限元模拟,提出两条定量地判断试验中球节点极限荷载的标准.     

基于ABAQUS的负载下外包钢筋混凝土加固钢柱非线性有限元分析

利用有限元计算分析软件ABAQUS对负载下外包钢筋混凝土加固钢柱进行轴心受压受力情况非线性有限元分析。选取合理的混凝土、钢筋的材料本构关系,通过建立接触关系,确定加载方式以及网格划分,建立不同参数下的有限元模型,在分析计算后,得到加固柱的极限承载力大小,以负载下外包钢筋混凝土轴加固压钢柱静力试验为基础,验证有限元模型的正确性和有效性。同时建立7个不同混凝土强度的加固钢柱模型和3个不同箍筋直径的加固钢柱模型,分析了外包混凝土强度和箍筋直径对加固后钢柱承载力的影响。     

钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点滞回性能有限元分析

为了研究钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点的传力机理,基于ABAQUS有限元软件建立了非线性有限元模型。模型主要考虑材料和几何的非线性、混凝土在往复加卸载下的塑性损伤退化、钢筋和混凝土的粘结滑移。和试验结果对比表明:研究所采用的有限元模型对于梁端力-位移滞回曲线关系、节点刚度和梁极限抗弯承载力的模拟与试验结果吻合良好,验证了该有限元模型可以用于该类节点的抗震性能分析。     

碳纤维加固钢筋混凝土梁受弯极限承载力仿真分析在有限元软件中的实现

采用非线性有限元法对碳纤维(CFRP)加固钢筋混凝土梁受弯极限承载力进行分析,着重从模型建立、网格划分、参数选取、单元形式、收敛准则、支座处理、求解方法等方面展开研究,系统地介绍了CFRP加固混凝土梁极限承载力的模拟方法。利用ANSYS有限元软件并进行二次开发,采用合理的物理模型、几何模型和数学模型来模拟CFRP加固混凝土梁的受力全过程,有限元结果和实验结果吻合良好。该分析方法对从事结构加固和补强工作的工程技术人员具有一定的参考价值。     

圆形钢管自密实混凝土加固RC方柱偏压性能有限元分析

通过4根短柱(1根RC方柱和3根钢管自密实混凝土加固柱)的偏心受压试验,研究外套钢管自密实混凝土加固法对RC方柱承载力和延性性能的影响,结果表明加固后RC柱的承载力与延性得到大幅提高,且加固柱的承载力随偏心距的增大而减小。为进一步研究钢管壁厚和后浇混凝土强度对加固效果的影响,采用了通用有限元软件ANSYS对加固偏压柱的受力全过程进行了计算分析。经验证,计算所得试件的荷载-变形曲线与试验结果吻合良好。在此基础上对加固柱进行参数分析研究,研究结果表明:偏心距对加固偏压柱的承载力影响最为明显,其次是钢管壁厚,自密实混凝土强度的影响较小。     

基于三折线半刚性节点模型的碗扣式脚手架受力性能有限元分析

利用三折线半刚性节点模型,结合碗扣式脚手架竖向承载力足尺试验,对碗扣式脚手架的竖向失稳问题进行了有限元模拟、结果对比和性能分析。模拟中重点考虑碗扣节点的材料非线性和构件的初始几何非线性。结果表明,三折线半刚性节点模型精度可靠,适用于碗扣式脚手架的精细化数值模拟。此外,对影响碗扣式脚手架受力性能的因素进行了研究,包括底端边界条件、碗扣式半刚性节点初始刚度和伸长段长度。研究发现:以上因素对碗扣式脚手架受力性能有不同程度影响,中间立杆离地对承载力影响较大,承载力随碗扣节点初始刚度增大而增大并呈现三段式变化,承载力随伸长段长度增大而减小并呈现两段变化。     

FEA on bearing behavior of cuplok scaffold based on tri-linear semi-rigid joint model

利用三折线半刚性节点模型,结合碗扣式脚手架竖向承载力足尺试验,对碗扣式脚手架的竖向失稳问题进行了有限元模拟、结果对比和性能分析。模拟中重点考虑碗扣节点的材料非线性和构件的初始几何非线性。结果表明,三折线半刚性节点模型精度可靠,适用于碗扣式脚手架的精细化数值模拟。此外,对影响碗扣式脚手架受力性能的因素进行了研究,包括底端边界条件、碗扣式半刚性节点初始刚度和伸长段长度。研究发现：以上因素对碗扣式脚手架受力性能有不同程度影响,中间立杆离地对承载力影响较大,承载力随碗扣节点初始刚度增大而增大并呈现三段式变化,承载力随伸长段长度增大而减小并呈现两段变化。     

内嵌式防屈曲支撑钢框架加固既有混凝土框架结构抗震性能分析

针对既有混凝土框架结构存在承载力、抗震性能不足等问题,本文在内嵌钢框架-防屈曲支撑加固既有框架的试验基础上,对两榀经该方法加固的框架-支撑结构、一榀纯框架结构进行有限元非线性分析,以便深入研究合理的加固参数。用ABAQUS建模,钢材采用硬化弹塑性模型,混凝土采用塑性损伤模型,采用单调水平加载位移增量控制方式进行有限元模拟分析,得出骨架曲线并与试验结果比对。在此基础上分析结构内部受力过程,内力重分配规律,研究钢框架-支撑及节点连接处工作状态,为以后采用类似加固方法进一步改进内部配置、优化结构设计提供科学依据。     

方钢管自密实混凝土加固RC方柱偏压性能有限元分析

在7根方钢管自密实混凝土组合加固柱和1根未加固RC方柱小偏心受压试验研究基础上,利用ABAQUS软件进行有限元计算,研究组合加固柱的工作机理,分析外套钢管厚度、偏心距和后浇混凝土强度等参数对加固柱受力性能的影响规律。结果表明:随着荷载的增大,混凝土的应力在试件的角部位置逐渐达到最大。外套钢管的厚度越大,试件的极限承载力越大,结构延性越好;偏心距越大,试件的极限承载力越小,延性越差;后浇混凝土强度对试件极限承载力的影响不明显,后浇混凝土强度越高试件的延性越差。     

基于内聚力模型的FRP布加固混凝土梁柱子结构受力性能分析

FRP-混凝土界面力学性能是影响FRP加固结构承载力的重要因素。建立了可模拟FRP布加固结构黏结界面非线性软化力学行为的双线性内聚力单元,考虑混凝土与钢筋的材料非线性,进行了FRP布加固混凝土梁柱结构静力加载全过程有限元分析。分析了FRP布及黏结界面的应力变化、界面与结构破坏机制以及结构的承载力,与试验以及不考虑界面黏结滑移的有限元分析结果进行了比较,以验证方法的合理性,并提出了改进FRP环形箍布置方式。有限元分析结果表明：FRP布的拉应力、黏结界面应力与损伤变量等呈现节点区域大、跨中小的分布特点,剥离破坏随加载过程由节点域向跨中扩展,混凝土开裂后,FRP布与钢筋共同构成了悬链线机制;有限元分析所得结构破坏过程与试验的基本一致,揭示了黏结界面退化对FRP布加固混凝土结构受力性能的影响,所得各阶段最大荷载与试验结果的相对误差小于5%;不考虑黏结界面性能的退化与FRP布的剥离,则高估了悬链线阶段FRP布的贡献以及加固结构的承载力。黏结界面内聚力模型可为FRP布加固框架结构的受力性能分析提供参考。     

方钢管混凝土柱—削弱钢梁端栓焊连接节点受力性能

采用三维实体单元,对“带内隔板的方钢管混凝土柱削弱梁端钢梁栓焊连接框架节点”建立了考虑几何非线性、材料非线性和接触非线性的有限元理论分析模型,将有限元模型与试验模型进行对比分析,规律方面吻合较好,进而对“框架节点”在单调和低周反复荷载作用下的受力性能进行了数值分析,深入研究了其荷载位移曲线、节点区梁端的应力分布规律、耗能能力及破坏特征。研究表明：各种梁端削弱节点P Δ曲线的初始刚度和梁端无削弱节点的初始刚度基本相同;梁端削弱节点的承载力比梁端无削弱节点的承载力有所降低,但降低幅度不大;梁端削弱节点均能够将塑性铰外移致梁端削弱区域;各种削弱形式的梁端削弱节点均表现出良好的延性及耗能能力,具有较好的抗震性能。