砌体填充墙RC框架结构平面内抗震性能有限元模拟

砌体填充墙RC框架结构是我国建筑结构中普遍采用的结构形式,历次地震震害表明填充墙的刚度效应和约束效应改变了主体结构的传力机理,导致整体结构的严重破坏。为了分析其砌体填充墙RC框架侧向承载力和刚度,研究砌体填充墙与RC框架之间的相互协同工作机理和砌体填充墙的开裂模式以及砂浆层的滑移,该文利用三维实体单元和基于表面的粘性接触面模型和摩擦原理,建立一种能够较好地模拟其平面内抗震性能的分离式有限元模型。对一个已有试验分别建立普通有限元模型和分离式有限元模型,二者的分析结果与试验结果的对比表明,分离式有限元模拟方法可以更加准确地预测砌体填充墙RC框架结构的侧向承载力和刚度,并且可以有效地模拟出砌体填充墙的开裂模式,通过塑性应变可以判断出RC构件的失效。     

钢纤维混凝土动态本构模型及其有限元方法

利用改进的BP神经网络,以钢纤维混凝土的分离式霍普金森压杆试验数据为训练样本,建立了钢纤维混凝土的隐式动态本构模型。以显式动态有限元软件ABAQUS/Explicit为开发平台,采用FORTRAN语言编写了材料用户子程序VUMAT,将神经网络表达的材料动态本构模型嵌入到有限元计算中,实现了冲击荷载下钢纤维混凝土结构响应的数值模拟。算例显示,建立的本构模型和相应的有限元方法是有效的。     

基于ANSYS的钢筋混凝土梁粘钢加固仿真分析

根据粘钢加固钢筋混凝土梁各种组成材料的布置特点,分别选用整体式和分离式模型,建立了粘钢加固梁的有限元模型,并用ANSYS软件对在对称集中静载作用下的变形、应力、应变及极限荷载进行了仿真分析。并在此过程中,总结有限元仿真模拟的体会,为后续的仿真软件编制提供意见和建议。     

轻质砌块填充墙框架抗震性能数值模拟中整体式与分离式建模的比较研究

介绍了带墙框架数值模拟中整体式和分离式两种常见的建模方法,基于ABAQUS建立有限元模型并通过与物理模型试验的对比,分析试验现象与数值模拟采用不同建模方式的差异以及造成这种差异的原因。描述了墙-框架界面的处理方式和墙体砂浆界面的接触参数设置,发现墙-框架界面的不同处理方式影响填充墙内部竖向裂缝的发展。总结在参数设置合理的前提下,分离式建模相对于整体式建模的优点,对砌体结构和带墙框架结构建立合理有效的有限元模型提供建议:对于砌体墙而言,在仅考虑刚度和极限承载力而不考虑裂缝发展情况时,为降低计算成本可采用整体式建模;对于带墙框架而言,由于墙-框架间的相互作用对模拟结果影响较大,须考虑填充墙内部开裂,采用分离式建模较准确。     

再生混凝土自保温承重砌块砌体抗压性能试验研究

再生混凝土自保温承重砌块具有经济、环保、节能、高强及隔声等优点。通过对36个再生混凝土砌块砌体进行轴心抗压试验,研究其受压破坏特征及受压性能。试验分析得出其抗压强度设计值略低于规范中混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值;给出了适用于再生混凝土砌块砌体的抗压强度平均值建议公式、砌体受压应力-应变曲线建议公式、弹性模量及泊松比的建议取值。此外,采用块体与砂浆分开建模的分离式模型进行砌体轴心抗压弹塑性有限元分析,结果表明,砌体轴心受压有限元模型可以较精确地模拟砌体结构的受压行为,且具有一定的分析精度。     

ANSYS对钢筋混凝土梁的结构动力分析

在分离式钢筋混凝土梁的有限元模型的基础上，通过改变钢筋混凝土梁的布筋方式，建立了不同的有限元模型，并利用这些模型对钢筋混凝土梁进行了动力特性分析与动力计算。     

再生混凝土自保温承重砌块砌体抗压性能试验研究

再生混凝土自保温承重砌块具有经济、环保、节能、高强及隔声等优点。通过对36个再生混凝土砌块砌体进行轴心抗压试验,研究其受压破坏特征及受压性能。试验分析得出其抗压强度设计值略低于规范中混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值;给出了适用于再生混凝土砌块砌体的抗压强度平均值建议公式、砌体受压应力-应变曲线建议公式、弹性模量及泊松比的建议取值。此外,采用块体与砂浆分开建模的分离式模型进行砌体轴心抗压弹塑性有限元分析,结果表明,砌体轴心受压有限元模型可以较精确地模拟砌体结构的受压行为,且具有一定的分析精度。     

配筋砌块砌体非线性有限元模型抗压试验模拟

建立了非线性有限元分析模型,采用全分离式模型、半分离式模型、整体模型分别模拟了宋力未灌芯及灌芯混凝土砌块砌体受压实验,对比了实验结果,得出了各种模型的适用性,以便于实际选用。     

APDL语言实现钢筋混凝土错层节点非线性分析

针对现在流行的有限元软件ANSYS在进行钢筋混凝土非线性有限元模拟分析时经常遇到的若干问题,结合错层节点的试验结果分析,全面阐述错层节点非线性有限元分析全过程。主要解决了以下问题：（1）钢筋混凝土非线性有限元分析的基本思路;（2）如何采用APDL语言对钢筋和混凝土进行分离式建模;（3）如何实现钢筋和混凝土之间的粘结滑移模拟。     

分离式试验模型箱及其加载装置的优化设计分析研究

本文介绍了一种桩与注浆土体接触面相互作用的桩基模型试验方法,在借鉴国内外学者关于桩基模型试验装置研究经验的基础上,结合工程实践经验及本试验特点,自主研制了一种桩基模型试验使用的分离式试验模型箱及其加载装置,并基于ANSYS对其进行了有限元三维仿真计算分析。通过采用3种不同结构形式的有限元模型,对其进行了受力性能及变形特征分析,研究了能够适用于各类桩基模型试验的分离式试验模型箱及其加载装置。研究结果表明,分离式试验模型箱及其加载装置的强度和刚度能够满足规范和使用要求,具有自重轻、易组装、造价低和可重复利用等特点,可在相关领域推广应用。     

不同支撑复合结构抗震性能研究

采用有限元分离式实体对多层住宅复合结构进行建模分析,并将模拟结果与水平低周反复荷载试验结果进行对比。结果表明,该模型在裂缝出现的位置、顺序和试验构件基本一致,滞回曲线、骨架曲线和试验结果基本吻合,开裂荷载、屈服荷载和极限荷载的计算值与试验值也符合较好,这说明该有限元模型能够较准确模拟试验结果。在此基础上,研究了八字支撑、窗洞口上方局部设置人字支撑复合结构的抗震性能,得到了不同支撑复合结构的裂缝出现情况、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及承载力,并比较分析了其抗震能力,为复合结构的工程应用提供了理论依据。     

福州地区软土的修正剑桥模型试验及其数值模拟验证

本文通过室内试验获取了修正剑桥模型的参数,利用ABAQUS有限元分析软件进行了数值模拟,并对比了试验结果和计算结果,结果表明,有限元计算值与试验值吻合较好,说明试验得到的修正剑桥模型参数是合理和可靠的。     

碳纤维布加固高强度钢筋混凝土梁的短期挠度分析

根据在役钢筋混凝土梁的受力特点,采用有限元软件建立梁的分离式有限元模型,对梁加固和加载全过程进行模拟,综合比较分析了一次加载和二次加载对加固梁挠度的影响。4根梁的模拟计算结果比较显示,有限元方法有较好的精度。建立了适于工程设计的加固梁的挠度计算公式,计算结果与进一步的非线性有限元分析结果表明,粘贴碳纤维布可有效地提高高强度钢筋混凝土梁的抗弯刚度,并能延缓裂缝的扩展;数值模拟值与计算值有较好的一致性;建立的分离式有限元模型较真实地反映了梁的受力情况,由此得出的荷载-挠度关系曲线较真实地反映了梁的变形规律,为工程设计提供了可参照的方法。     

灰土浸水强度特性及本构模型的仿真分析

通过对浸水后灰土试样的室内三轴试验,分析了围压等因素对灰土强度的影响。随着围压的增加,灰土的强度相应增加。通过对试验曲线进行回归分析确定了有限元模型参数,进行有限元模拟。与实测数据对比分析,有限元计算结果可以较好地模拟灰土的应力一应变关系,验证模型的可行性。     

土钉支护工作性能参数分析

采用三维分离式有限元模型 ,考虑土钉的加固作用及土钉与土体的相互作用 ,模拟土钉支护施工过程。选择能够反映开挖特点的土的本构关系 ,从而建立有限元分析方法 ,并通过编程计算研究土钉支护的工作机理、变形和受力性能 ,分析支护参数的影响。通过对一个大型足尺模型试验实例的分析计算 ,与实测结果和现有有限元分析结果进行比较分析 ,说明对二维有限元分析结果的改进。研究结论对土钉支护的设计和施工具有较高的应用价值。     

锚固钢筋粘结-滑移性能的滞回模型

基于FEAPpv有限元分析平台,采用分离式模型,自定义一个粘结-滑移滞回模型,模拟二维钢筋混凝土构件中锚固钢筋的粘结-滑移性能;自定义模型以滕智明等的滞回规则为基础,参考了Eligehausen等关于锚固钢筋在反复荷载作用下粘结-滑移滞回关系的试验结果,修改了滕智明等的模型滞回路径中某些控制点的取值;对端部反复加载的锚固钢筋进行分析,验证本文粘结-滑移滞回模型模拟锚固钢筋和混凝土界面性能的有效性。结果表明:该模型能有效反映锚固长度对钢筋加载端力-位移曲线的影响。     

钢筋混凝土粘结强度拔出试验的有限元模拟分析

粘结作用是钢筋混凝土作为结构材料工作的关键性能,准确建立粘结作用的数值分析模型是客观分析和评价钢筋混凝土结构获得预期使用寿命和结构安全度的基础。国内外学者对钢筋混凝土粘结强度进行了大量的试验研究和数值分析。作为数值分析重要方法之一的有限元法,目前尚存在对带肋变形钢筋几何模型描述简单粗糙等问题,因而难以反映钢筋表面的实际几何形状,继而导致数值分析计算结果与试验结果符合程度较差的缺憾。基于已有的拔出试验结果,运用ANSYS有限元分析程序,利用分离式有限元模型,通过建立精确的月牙肋变形钢筋的三维实体模型,对钢筋混凝土粘结强度拔出试验进行有限元模拟分析。结果表明,荷载-滑移曲线的数值分析结果与试验结果的符合较好。     

桥梁动力弹塑性分析方法对比研究

为明确纤维模型和分离式模型在应用于桥梁抗震分析中的差异,本文利用通用有限元软件ABAQUS,采用混凝土弹塑性损伤模型,对某连续剐构桥建立了分离式模型。考虑桥墩高宽比变化,进行了罕遇地震下的弹性与弹塑性动力时程分析,并将结果与纤维模型分析的结果进行对比研究。分析表明：在弹性状态,两种模型的分析结果受桥墩高宽比影响较小,能得到较一致的解答;在弹塑性阶段,纤维模型具有更高的计算效率．但对于弯曲破坏不明显的桥梁结构其分析结果并不能反应桥墩的真实损伤情况,对于弯曲破坏显著的桥梁结构却不失为一种有效的工程分析方法;应用分离式模型进行弹塑性动力分析,能够直观地反映桥梁结构的损伤分布,是一种更为合理更为精细的弹塑性动力分析方法。     

基于有限元模型的结构状态评估

以工程中常见的预应力混凝土梁桥为例,在现场试验,有限元模拟的基础上提出了一种评估方法,先用有限元建模,然后根据测量数据调整模型参数,经过一系列调整,使试验结果和理论分析结果达到统一,此时的模型就可用来评估大桥了。     

高强钢材焊接工字形截面受压构件有限元分析

运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,模拟两端铰接的高强钢材焊接工字形截面轴心受压与偏心受压的受力性能,并用国内外试验数据验证有限元模型的正确性。在有限元模型建立过程中,对不同强度等级(460,690,960MPa)的高强钢构件进行模拟,充分考虑多种非线性因素以保证模型的正确性。为了充分验证模型,对不同强度等级、构件长度、截面尺寸的构件进行有限元计算,将计算得到的极限承载力与试验结果对比。在此过程中,采用初弯曲等效模型与弯矩等效模型分别模拟轴心受压构件和偏心受压构件。结果表明:该有限元模型有足够的精度,可以较好地模拟实际构件受力性能。