低周反复荷载作用下L形钢管混凝土柱有限元分析

基于有限元ABAQUS软件建立L形钢管混凝土柱的三维有限元仿真模型,在验证模型有效性的基础上,研究L形钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能,得到其破坏模式及荷载-位移滞回曲线,并对L形钢管混凝土柱的应力分布规律进行探讨。     

低周反复荷载作用下钢骨混凝土L形柱受力性能试验

通过3根钢骨混凝土L形柱和1根普通钢筋混凝土L形柱的低周反复加载试验,得到钢骨混凝土L形柱在压、弯、剪共同作用下的破坏形态。通过试验分析钢骨混凝土L形柱的延性、滞回特性、耗能能力、承载力退化、刚度退化,结果表明:钢骨混凝土L形柱的承载力随配钢量的增加而提高;延性随配钢量的增加而提高,随轴压比的增大而降低;钢骨混凝土L形柱与钢筋混凝土L形柱相比,承载力高、延性好、耗能能力强、变形能力大,抗震性能优。     

低周反复荷载作用下型钢再生混凝土柱延性分析

对17根型钢再生混凝土柱进行了低周反复荷载试验,观察了型钢再生混凝土柱的破坏形态,分析了其滞回曲线特性。在此基础上,研究了型钢再生混凝土柱的延性特征,主要分析了再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率和剪跨比对柱位移延性系数的影响,并给出了柱的极限位移角限值。结果表明:型钢再生混凝土柱主要发生剪切斜压破坏、弯剪破坏及弯曲破坏;除高轴压比试件外,大剪跨比柱滞回曲线饱满,位移延性系数均大于3,表现出较好的抗震性能;柱延性随着再生粗骨料取代率和轴压比的增大而降低,但随着体积配箍率及剪跨比的增大而增大;柱极限位移角均值约为1/40,表现出较好的位移变形能力。     

低周反复荷载作用下钢管混凝土框架非线性有限元分析

本文根据本课题组所完成的一榀两跨三层钢管高强混凝土框架在低周反复荷载作用下的模型试验的结果,建立了按钢管混凝土统一理论中钢管混凝土材料的本构方程和考虑约束效应的核心混凝土的本构方程.分别基于钢管混凝土的统一模量理论和分离模量理论,采用APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化程序设计语言编制的命令流,对模型框架在低周反复荷载作用下的滞回性能进行了非线性有限元分析,经与模型试验结果相比较,二者吻合较好,从而验证了基于统一模量理论的钢管混凝土结构设计方法是可行的、适用的.     

钢骨混凝土柱非线性有限元分析

通过朋ANSYS有限元分析软件，对轴压、偏压柱进行建模、选单元、计算分析，并同试验结果进行比较，结果表明轴压情况下非线性分析是令人满意的。在偏心受压的情况下所做的一些研究和探讨，表明在挠度比较大时不易收敛，并对此提出了一些见解。     

低周反复荷载作用下高强钢柱有限元分析

文中在试验研究的基础上运用有限元软件对Q690箱型与H形截面的高强钢柱进行建模分析,通过对比数值模拟结果与试验结果,研究高强钢柱在低周反复荷载作用下的滞回性能。结果表明有限元模拟的试件破坏现象与试验观察到的现象一致,均为柱底出现板件局部屈曲,形成塑性铰,导致试件承载力下降至失效,但有限元模拟的试件承载力比试验得到的试件承载力要高。     

钢骨混凝土异形柱承载力有限元分析

本文以ANSYS作为工具,在选取适当的单元类型、本构关系及破坏准则的基础上对钢骨异形柱进行了有限元仿真分析,将分析结果与试验结果对比,两者吻合较好。结果证明:使用ANSYS对钢骨混凝土异形柱进行有限元分析是可行的和合理的。     

低周反复荷载作用下型钢混凝土异形柱的抗剪承载力分析

从剪应力分布入手,分析型钢混凝土(SRC)异形柱中翼缘对抗剪承载力的影响,得出翼缘对抗剪强度的提高系数。根据试验得到的各构件的破坏形态和破坏机理,分别推导各种配钢形式的SRC异形柱在正向荷载(沿工程轴)以及斜向荷载作用下剪切斜压和剪切黏结破坏的抗剪承载力计算公式,计算结果与试验实测值均吻合较好。理论分析和试验结果表明:T、L形柱的斜向抗剪强度大于正向,而十形柱的斜向抗剪强度小于正向。研究结果可供工程设计参考。     

基于ABAQUS的钢骨混凝土柱有限元分析

本文基于ABAQUS混凝土损伤塑性模型(以下简称CDP模型)对一钢骨混凝土柱进行有限元模拟分析,对CDP模型进行了简要介绍,讨论了钢骨混凝土柱的建模方法和模型参数取值,同时结合《混凝土结构设计规范》提出一种新的简化混凝土本构定义方式,并与试验结果做对比,验证有限元模拟结果的可靠性,为工程上类似有限元模拟分析提供参考。     

低周反复荷载作用下型钢高强高性能混凝土框架柱损伤试验研究

为了研究地震作用下型钢高强高性能混凝土框架柱的损伤演化过程,通过改变轴压比、体积配箍率、含钢率、加载制度对12榀型钢高强高性能混凝土框架柱试件进行了低周反复加载试验,得到了试件经历不同次数循环加载后其极限承载、变形和极限耗能能力的变化规律,并从损伤的角度系统地分析了不同设计参数及加载制度对试件荷载-位移曲线、骨架曲线、刚度和强度退化、变形能力、滞回耗能等的影响。研究结果表明,试件的损伤过程可以分为无损、损伤稳定增长、损伤急剧增长三个阶段;随着循环次数和位移幅值的增加,试件损伤逐渐累积,使其刚度、强度不断退化,耗能能力以及极限变形能力不断降低;与变幅循环加载相比,常幅循环加载下试件的损伤演化过程较为缓慢,滞回耗能总量相对较大。研究结果为进一步建立能够描述型钢高强高性能混凝土框架柱损伤程度的地震损伤模型,揭示损伤对框架柱力学性能的影响提供试验支持。     

双向偏心十字形钢骨混凝土柱有限元分析

本文利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对十字形钢骨混凝土异形柱进行了双向偏心受压模拟试验,通过改变荷载偏心距的大小,来进一步研究十字形钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的受力性能。通过有限元软件分析了钢骨混凝土异形柱在双向偏心荷载作用下的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-挠度曲线以及钢骨和混凝土拉压区的荷载-应变曲线。结果显示,随着偏心距的增大,试件的极限承载力有较大幅度的降低。试件达到极限承载力之后的纵向变形逐渐增加,跨中挠度明显增加。     

低周反复荷载下型钢再生混凝土长柱非线性数值模拟分析

型钢再生混凝土结构可以将建筑垃圾重新利用,并提高构件的强度和耗能能力。采用开源的地震工程模拟系统OpenSees对7个型钢再生混凝土长柱试件进行全过程非线性数值模拟,分析了在不同再生混凝土取代率、轴压比和体积配箍率下型钢再生混凝土长柱的承载力、延性和耗能能力。在建模过程中,采用纤维模型对型钢再生混凝土柱截面进行细致划分,并对不同截面赋予相应的材料属性,同时结合非线性梁柱单元来完成型钢再生混凝土柱的数值模拟。与试验的对比分析表明,OpenSees能够有效地模拟型钢再生混凝土长柱的受力和变形全过程。     

低周反复荷载下方钢管高强混凝土柱受力性能分析

以轴压比、含钢率和长细比为参数,进行了8根方钢管高强混凝土柱的低周反复荷载试验,研究分析了该类构件的滞回曲线、延性、刚度退化、耗能能力、破坏机理和破坏特征;并与型钢高强混凝土柱的受力性能进行了比较分析。研究表明,方钢管高强混凝土柱在施工、受力等方面都有较大的优越性,有进一步研究和推广应用的价值。     

低周反复荷载作用下PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力分析

为研究PVC-CFRP管钢筋混凝土柱的受剪性能,在已完成的8根PVC-CFRP管钢筋混凝土柱和2根PVC管钢筋混凝土柱的低周反复荷载试验基础上,考虑轴压比、剪跨比、CFRP条带环箍间距对PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力的影响,选择CFRP布、PVC管、核心混凝土和钢筋的应力-应变关系模型,将圆形截面等效为矩形截面。利用桁架-拱模型对PVC-CFRP管钢筋混凝土柱的受剪机理进行分析,提出PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式。考虑低周反复荷载作用对构件受剪承载力的影响,引入位移延性系数,给出了低周反复荷载作用下PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力的设计公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能试验研究

通过20个混凝土强度为65.3～84.9MPa的型钢高强混凝土柱的低周反复加载试验,研究型钢高强混凝土柱在压、弯、剪共同作用下的破坏形态和抗震性能。试验中考虑剪跨比、轴压比、配箍率、混凝土强度4个参数的影响,由试验获得型钢高强混凝土柱的主要破坏形态和滞回曲线,分析各参数对构件延性、滞回特性、耗能性能以及承载力衰减的影响。结果表明,与型钢普通强度混凝土柱一样,在压、弯和反复剪力共同作用下,型钢高强混凝土柱的破坏形态主要为弯曲型破坏、剪切黏结破坏、剪切斜压破坏,破坏形态主要与剪跨比有关;箍筋能显著提高大剪跨比试件的延性和耗能能力,但对小剪跨比试件的延性与耗能性能改善有限;随着轴压比与混凝土强度的提高,试件的承载力衰减速度加快,后期变形能力减小,抗震性能越来越差;与钢筋混凝土柱相比,型钢高强混凝土柱的等效阻尼比远大于前者,耗能能力强,抗震性能好;提出型钢高强混凝土柱位移延性系数的计算公式,公式的计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用参考。     

低周反复荷载下高强混凝土柱受力性能的试验研究

通过１５根高强混凝土柱的低周反复加载试验，研究了影响高强混凝土柱延性及抗震能力的因素，分析了轴坟比，配箍特征值及不同形式复合箍筋的影响及作用。在试验分析的基础上提出了改善高强混凝土柱的延性和抗震能力的构造方法及措施。     

低周反复荷载作用下钢管自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率关系数值分析

在10根钢管自应力钢渣混凝土柱和4根钢管钢渣混凝土柱抗震性能试验的基础上,对低周荷载作用下试件弯矩-曲率关系展开研究,探析了径厚比、轴压比、剪跨比和钢渣混凝土膨胀率的影响规律,结果表明：各试件均呈现压弯破坏特征,弯矩-曲率曲线分为上升段与稳定段,随着轴压比和钢渣混凝土膨胀率增加,试件弯矩-曲率骨架曲线上升阶段和稳定阶段的斜率均增加,试件抗弯承载力增加。随着径厚比的减小,曲线上升段斜率和试件抗弯承载力增加,而稳定段的斜率和试件抗弯承载力都无明显变化。随着剪跨比增加,曲线各阶段的斜率增加,但对抗弯承载力无明显影响。基于试验,选择钢管和自应力钢渣混凝土的本构关系模型,编制MATLAB全过程分析程序,分析了各因素对低周反复荷载作用的钢管自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率骨架曲线的影响规律。     

L形钢骨混凝土异形柱抗震性能有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS对10根L形钢骨混凝土异形柱的抗震性能进行有限元分析,得到了相应的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化及破坏形态,同时研究了不同混凝土强度等级、长细比、箍筋间距对L形钢骨混凝土异形柱抗震性能的影响。随着混凝土强度等级的提高,试件极限承载能力也逐步提升。箍筋间距对L形钢骨混凝土异形柱极限承载能力的影响并不明显,但由于箍筋会对核心混凝土产生"套箍效应",因此,箍筋间距小的试件强度退化缓慢,曲线较平缓。长细比对L形钢骨混凝土异形柱的极限承载能力及刚度都有较大的影响。L形钢骨混凝土异形柱具有很好的抗震性能。     

蜂窝状钢骨混凝土T形柱抗震性能有限元分析

利用大型有限元软件ANSYS对蜂窝状钢骨混凝土T形柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行分析,并考虑不同轴压力系数、剪跨比、体积配箍率、钢骨开洞率等参数对蜂窝状钢骨混凝土T形柱的影响。分析结果表明:轴压力系数和剪跨比对试件的延性有很大影响;而体积配箍率对于提高柱子的延性和承载力有一定贡献,但不显著;适当的钢骨腹板开洞率可以提高试件的延性和承载能力。     

钢骨混凝土柱-钢梁组合框架非线性有限元分析

为了对钢骨混凝土组合框架结构的抗震性能进行深入研究,基于钢骨混凝土柱-钢梁组合框架低周反复荷载试验结果,采用OpenSees有限元程序对组合框架进行了非线性有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好,表明本文所采用的材料本构关系及有限元分析模型能准确反映组合框架结构的受力性能。在此基础上研究了轴压力系数、混凝土强度等级、含钢率等对钢骨混凝土组合框架抗震性能的影响。