一、无粘结预应力混凝土梁非线性分析(论文文献综述)
蔡广智[1](2021)在《机制砂自密实预应力混凝土梁力学性能研究》文中进行了进一步梳理近年来随着天然砂资源日益短缺,采用机制砂替代天然砂已成为混凝土行业可持续发展的趋势。目前对于机制砂自密实混凝土的研究主要集中在配合比设计优化,如机制砂颗粒级配、石粉含量以及砂率的影响,但对机制砂自密实混凝土的力学性能研究与构件受力性能的研究还很少。本文通过试验,对机制砂自密实混凝土的材料性能进行试验研究;在此基础上,采用有限元分析软件,对机制砂自密实预应力混凝土梁力学性能进行数值模拟与分析。主要研究工作包括:(1)本文设计了4种不同强度等级的机制砂自密实混凝土和1种自密实混凝土配合比,通过试验研究了机制砂自密实混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量以及泊松比等基本力学性能,并对单轴应力-应变全曲线进行了研究。(2)总结了有限元软件施加预应力的方法,建立了无粘结预应力混凝土梁的模型,采用降温法模拟预应力的施加,利用MPC约束预应力筋两端节点与释放预应力筋各个节点水平方向的位移实现了后张法无粘结预应力筋的模拟。通过与试验梁的分析对比,验证了该模拟方式的可靠性。(3)参照机制砂自密实预应力混凝土足尺寸梁,设计了24根无粘结预应力混凝土梁,利用有限元软件对其进行数值模拟与分析,研究了非预应力筋配筋率、有效预应力、混凝土强度等级,以及混凝土类型(机制砂自密实混凝土与普通混凝土)对无粘结预应力混凝土梁力学性能的影响,研究结果可为机制砂自密实混凝土预应力梁的设计提供参考。
闵信哲[2](2021)在《预应力CFRP板加固混凝土受弯构件疲劳性能研究》文中认为碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,简称CFRP)以其轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等诸多优点被学界所关注,在工程结构的抗弯加固中得到了广泛的应用,在部分应用场景中甚至起到了比外贴钢板更好的加固效果。然而,由于CFRP为纯弹性材料无法产生塑性变形,同时在外贴CFRP片材加固时无法设置有效的抗剪连接键,因此CFRP片材的剥离问题逐渐被发现和重视。目前,对于CFRP片材加固混凝土受弯构件的静力性能研究已较为成熟,而对其疲劳性能的研究还值得进一步补充和深入。为了探究预应力CFRP板加固混凝土受弯构件在疲劳荷载下的性能以及CFRP板的疲劳剥离开展行为,本文针对CFRP板-混凝土界面和预应力CFRP板加固混凝土梁开展了试验研究和相应的理论分析,主要研究内容和成果如下:(1)针对CFRP板-混凝土粘结界面开展了 1 1个试件的界面单剪静力或疲劳试验。其中,界面静力试验主要研究了当CFRP板粘结长度超过其有效粘结长度Le时的界面极限承载力以及静载下界面的破坏模式;疲劳试验主要研究了不同疲劳荷载上限Pmax和疲劳荷载下限Pmin时界面的疲劳性能,研究变量主要为疲劳荷载幅值(疲劳荷载上、下限的差值)和疲劳荷载水平(疲劳荷载上、下限的均值)。研究表明,CFRP板-混凝土界面在承受静力或疲劳加载时的破坏模式均表现为CFRP板的剥离破坏,破坏面均在浅层混凝土中。静力与疲劳试件剥离破坏的主要区别体现在剥离开展的阶段,静载时CFRP板会在界面达到其极限承载力时发生快速的连续破坏,而疲劳加载时CFRP板的剥离会随着疲劳加载次数的增加而逐步开展。并且,当CFRP板上的疲劳荷载上限Pmax小于0.55倍的界面静载极限承载力Pu时,界面在200万次疲劳加载后不会发生疲劳破坏,CFRP板的疲劳剥离也未开展,同时200万次疲劳加载后的界面剩余承载力与静载试件的极限承载力基本一致;(2)CFRP板-混凝土界面的疲劳试验表明,CFRP板的疲劳剥离开展表现出“前期快,中期减缓,最终突然破坏”的基本特征。CFRP板的疲劳剥离开展速率直接决定了界面的疲劳寿命。试验表明,当界面承受相同疲劳荷载幅,疲劳荷载水平的提升将导致界面疲劳寿命的急剧降低,而疲劳荷载上限Pmax相同但疲劳荷载下限Pmin不同的试件则表现出相近的疲劳寿命。说明CFRP板-混凝土界面对疲劳荷载上限Pmax更为敏感。因此对界面进行疲劳分析时必须同时考虑疲劳荷载幅值和疲劳荷载水平的共同影响;(3)基于断裂力学和能量法的基本原理,提出了“FRP疲劳剥离开展速率预测模型”。该模型以相对疲劳应力幅ΔS和相对疲劳应力水平S的乘积S(S=ΔS.S)作为参量,同时考虑了已剥离FRP对其后续疲劳剥离开展速率的影响对模型进行了修正。通过与试验实测数据的对比证明该模型预测合理准确,能够较好地展现FRP疲劳剥离时的基本特征,为之后的CFRP板加固混凝土梁整体疲劳性能分析打下了基础;(4)本文还开展了 6根预应力/非预应力CFRP板加固混凝土梁的静力或疲劳性能试验研究。试验包括2根静力试验梁和4根疲劳试验梁,静力和疲劳试验梁中各包含1根非预应力CFRP板加固混凝土梁,其余的试验梁均为预应力CFRP板加固混凝土梁,设计有效预应力σpe=1000MPa。加固梁的静载试验主要研究了预应力/非预应力CFRP板加固混凝土梁的极限承载力和破坏模式;疲劳试验主要研究了疲劳荷载水平和有效预应力对加固梁疲劳性能的影响。静载试验发现加固梁的静载破坏模式为加载点下截面受压区顶部混凝土压碎,试验表明预应力的施加能够有效提高加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限承载力,但会牺牲部分的破坏延性;疲劳试验发现加固梁疲劳破坏模式均为加载点下截面的钢筋疲劳断裂,疲劳加载过程中加固梁的受拉钢筋应力、受拉钢筋应力幅、加固梁跨中挠度等均呈现出“快-慢-快”的三阶段发展规律。在静力和疲劳试验中均发现了 CFRP板的剥离开展,剥离均起始于加载点下截面,剥离开展方向均指向该加载点的相邻支座方向。同时,试验还观察到CFRP板剥离开展所导致的截面应力重分布现象,说明剥离是CFRP板加固混凝土梁承受荷载时不可忽视的部分;(5)本文基于条带法和分段线性原理,编制了预应力CFRP板加固混凝土受弯构件疲劳损伤全过程非线性分析程序。该程序中充分考量了包括钢筋、混凝土和CFRP板的疲劳损伤模型及相应破坏准则,同时考虑了 CFRP板剥离造成的截面应力重分布。通过与试验结果的比对证明了该分析方法的有效性。随后,本文进行了大量的参数分析,定量地研究了疲劳荷载水平、有效预应力大小、混凝土强度等级和CFRP板剥离对加固梁疲劳寿命的影响。同时,为了更强的工程应用价值,本文提出了针对不同预应力水平的预应力CFRP板加固混凝土梁换算截面受拉边缘拉应力限值[σc0db,2E6],当加固梁的换算截面受拉边缘拉应力小于该限值时,在200万次的疲劳加载过程中将不会发生CFRP板的疲劳剥离开展,CFRP板将始终与被加固混凝土梁保持良好的粘结。
阎武通[3](2021)在《体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究》文中研究指明体外预应力混凝土节段拼装桥梁是桥梁工业化建设中一种代表性的桥梁结构形式。节段间接缝的不连续性和体外预应力束的滑移及二阶效应导致节段预制拼装桥梁的力学性能相较整体现浇桥梁变得更为复杂,二者之间受力行为表现出显着差异。论文针对体外预应力混凝土节段梁在弯、剪受力状态下的承载机理、数值模型和设计计算方法进行了系列研究,取得如下主要研究成果:(1)针对体外预应力混凝土节段梁的抗弯性能分析问题,构建了考虑箱梁剪力滞效应、体外束滑移和二阶效应以及接缝不连续行为三个力学特性的纤维梁-滑移索单元体系分析模型。在传统纤维梁单元的基础上,通过引入箱梁上下翼缘板翘曲变形自由度,推导建立了考虑剪力滞效应的箱梁结构纤维梁单元模型;根据体外预应力束的整体协调变形机制,推导建立了适用于任意布束形式的体外预应力束滑移索单元模型;针对接缝的不连续力学行为,提出了基于修正混凝土本构模型的接缝单元模拟方法。基于所建立的单元理论模型在Open Sees平台进行了集成开发,形成了用于体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析的体系模型。通过与缩尺试验梁及实桥试验结果的对比分析,验证了分析模型的有效性。(2)利用所建立的分析模型对节段梁结构抗弯性能的主要影响因素进行了参数分析,总结了接缝、体内外配束比例及体外束布束形式等关键因素对抗弯承载力、体外束应力增量和结构变形模式的影响规律。根据极限状态下节段梁结构的变形模式,推导了体外束应力增量与结构变形之间的关系方程,结合失效截面的平衡方程,建立了体外束极限应力增量和有效高度变化的计算方法,进而提出了体预应力混凝土节段梁抗弯承载力的简化计算方法。(3)在体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理研究方面,开展了6片试验梁的弯剪加载试验,得到了体外预应力混凝土节段梁在弯剪复合作用下的典型失效模式、变形曲线、承载能力和不同加载阶段下各抗剪分量的变化规律。通过试验结果的对比分析,总结了剪跨比、接缝和体内外配束比对结构抗剪承载力的影响规律,初步分析了体预应力混凝土节段梁在弯剪作用下的承载机理。(4)建立了基于软化膜-体外滑移索单元的精细有限元分析模型对体外预应力混凝土节段梁的抗剪承载机理进行了深入分析。依托ABAQUS软件开发了适用于体外预应力混凝土节段梁弯剪性能分析的精细模型:考虑轴-剪复合作用的钢筋混凝土软化膜单元本构—转角软化桁架模型(RASTM-UMAT);考虑体外预应力束滑移和几何非线性效应的多节点滑移索单元模型(UEL);以及基于“粘结-库伦摩擦本构”的节段间接缝“等效平缝”模拟方法。利用建立的精细模型对试验梁的力学行为进行了预测对比,分析了各试验梁的失效模式及主应力分布规律。基于“桁架-拱”理论进一步揭示了节段梁结构的弯剪承载机理,进而提出了体外预应力混凝土节段梁抗剪承载力的简化计算方法。(5)在弯剪承载机理研究的基础上,基于铁木辛克梁理论在已建立的抗弯性能分析模型中引入剪切变形,推导了考虑弯剪复合作用的混凝土节段梁柔度法纤维梁单元列式,并提出了基于改进积分点截面的柔度法单元接缝模拟方法。基于推导的单元列式进行了单元开发,与已建立的体外束滑移索单元构成分析体系模型,用于体外预应力混凝土节段梁的弯剪性能分析。利用试验梁对分析模型的有效性进行了验证,结果表明:考虑弯剪复合作用的分析模型拓展了抗弯性能分析模型的适用范围,对于体外预应力混凝土节段梁的抗弯及抗剪性能均能较好地预测分析。
梁雪娇[4](2020)在《超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究》文中研究指明超高性能混凝土(Ultra-high-performance concrete,UHPC)因其优异的材料性能有望为节段预制桥梁向轻质、高强、快速化施工方向发展提供为解决方法,但针对于节段预制拼接梁拼接缝由于非预应力钢筋的不连续,使其成为薄弱点。接缝处键齿的类型以及构件预压应力将影响阶段预制拼装梁的受弯性能。本文通过5片试验梁对UHPC节段预制梁进行受弯性能展开研究,主要内容以及结论如下:(1)完成整浇梁与拼接梁的试验对比分析,结果表明:拼接梁比同条件下整浇梁的抗弯承载能力低9%~15%,接缝构造对抗弯承载能力有一定的影响;试验梁在达到极限破坏时,受压边缘的最大压应变可达7200??以上;拼接缝构造对荷载-挠度曲线影响较小但会影响构件的延性,虽然UHPC试验梁均具有较好的延性,试验结果表明UHPC拼接梁的延性优于UHPC整浇梁;无论是否设置拼接缝应变沿截面高度的分布规律基本满足平截面假定,且整浇梁与拼接梁的破坏形态均为受压区混凝土被压碎,但其裂缝分布存在差异,整浇梁裂缝呈现“细而密”的特征,而拼接梁的弯曲裂缝主要集中拼接缝位置。(2)分析了接缝处键齿类型以及预压应力两个参数对试验梁的抗弯性能的影响,分析结果表明:预压应力主要影响试验梁的延性,对其抗弯承载能力影响程度较小;键齿数量不同拼接梁的破坏形态以及裂缝分布相似,但对节段拼接梁的抗弯承载力具有一定影响,多齿构件比同条件下单齿构件承载力低4.5%,平齿构件比多齿构件承载力又低5.7%。(3)运用有限元软件ABAQUS对UHPC节段预制拼接梁受弯性能进行数值模拟分析,并将现场模型试验结果进行验证所选取的单元类型、接触关系和边界条件等选取合适后,对试验梁进行混凝土强度、预压应力、键齿深度以及键齿数量参数分析,结果表明:混凝土强度、键齿数量以及键齿深度三个参数均对试验梁的抗弯承载能力有影响。随着混凝土强度的提高,试验梁的抗弯承载力也随之增加;键齿数量对抗弯承载能力的影响较小,其中单齿试验梁的抗弯承载能力最大,延性较好;由于键齿之间的锥契作用,键齿深度越大,试验梁的抗弯承载能力也随之提高。(4)基于现场模型试验数据和有限元模拟数据,表明:美国AASHTO-PCI-ASBI S B G节段梁设计规范提出的接缝折减系数基本适合UHPC节段拼接梁总抗力的折减,但折减系数还应与键齿类型有关。通过本文试验数据和其他文献数据的验证,考虑环氧树脂胶对混凝土的粘结强度,对UHPC节段预制梁抗弯承载力计算具有很好的适用性,且该建议公式的形式对UHPC梁抗弯承载力计算也具有很好的适用性
贾朝辉[5](2020)在《大跨无粘结预应力HSFRC梁受弯性能分析》文中研究表明随着社会快速发展,追求更高效的结构形式以实现更大跨径必然是未来混凝土结构的发展方向,而HSFRC材料的出现对于实现这一目标起到了巨大的推动作用,但就目前的研究而言,关于新型材料HSFRC应力应变本构关系的研究不够成熟,针对大跨无粘结预应力HSFRC梁足尺的受弯试验数据并不充分,对影响其受弯性能的参数研究仍不够深入。针对上述问题,本文以梁长为21m的工型截面大跨径无粘结预应力HSFRC梁受弯试验数据为基础,分别以理论计算和有限元程序模拟与试验结果进行了对比分析,最后对影响大跨无粘结预应力HSFRC梁受弯性能的参数进行了研究,具体工作如下:(1)对目前HSFRC材料力学性能的研究成果进行了分析和讨论,在此基础上提出了当钢纤维体积掺量为2%时适用于HSFRC梁的材料受拉本构模型,并将其应用于理论分析及有限元模拟;(2)研究了无粘结预应力筋在有限元程序中的模拟方法,并以局部坐标的Coupling法对曲线型无粘结预应力筋进行有限元模拟,验证了模型的有效性;(3)以大跨无粘结预应力HSFRC梁非预应力筋配筋率、无粘结预应力筋配筋率、张拉控制应力为参数进行了数值分析,从梁跨中反拱值,受拉区裂缝,荷载-位移曲线以及无粘结预应力筋应力增量的角度分析了各参数对梁受弯性能的影响规律。
刘玉送[6](2020)在《无粘结预应力混凝土梁受剪性能非线性分析》文中进行了进一步梳理无粘结预应力混凝土梁已被广泛应用于房屋结构和桥梁工程中。但是,由于其抗剪机理的复杂性,至今仍没有公认的、统一的抗剪理论能对其抗剪强度作出全面而合理的解释。各国规范的抗剪承载力设计计算公式也大多数是基于大量试验结果数据的半经验半理论公式。由于剪切破坏具有突发性,一旦发生将造成巨大灾难。因此,无粘结预应力混凝土梁的抗剪性能研究显得非常迫切且重要。此外,由于无粘结预应力筋与所在截面的混凝土存在变形不协调的特点,所以必须使用数值分析的方法从结构整体变形着手才能对无粘结预应力筋的截面应力作出详细的分析。本文运用非线性有限元程序ABAQUS对无粘结预应力混凝土梁的受剪性能进行了非线性分析,主要工作内容与结论如下:(1)详细介绍了混凝土损伤塑性模型的理论和数值计算方法,提出了一种组合的混凝土本构关系和损伤因子,并通过算例进行了验证。(2)引入虚拟预应力筋、刚性弹簧和局部坐标系,提出了一种合理且操作更为简便的无粘结预应力筋的模拟方法,并对其三个参数进行了影响分析,确定了其合理取值。(3)从荷载-位移曲线、预应力筋应力变化情况和裂缝发展形态三个方面分析预应力筋弯起角度和纵筋配筋率对梁的抗剪性能的影响,也对各种参数诸如混凝土立方体抗压强度、有效预应力、预应力筋有无粘结的形式以及普通钢筋强度进行了影响分析。(4)本文方法可为无粘结预应力混凝土结构的非线性分析提供参考,相关分析结果可供无粘结预应力混凝土梁的优化设计提供参考依据。
杨辉[7](2020)在《局部后张预应力装配式框架节点抗震性能及应用研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着国家密集颁布关于推广装配式建筑的政策文件,装配式结构在我国的推广应用迎来了高峰。装配式混凝土框架结构预制率高,生产、施工效率高,是适合建筑产业化发展的重要结构形式。当前国内主要采用现浇混凝土加强预制构件之间的连接,大量现场湿作业带来质量参差不齐、施工效率低下等共性技术问题。本文依托国家十三五重点研发计划“装配式混凝土工业化建筑高效施工关键技术与示范”(2016YFC0701703),为了进一步提高装配式混凝土框架结构的装配效率,提出了一种新型干湿混合式局部后张预应力装配式混凝土框架梁柱节点,可广泛应用于抗震地区的多层、高层建筑中。本文采用文献调研、理论分析、试验研究、数值模拟、工程示范等多元化的综合研究方法,对新型节点的抗震性能和影响因素,新型节点框架结构的设计方法和施工工艺等进行了深入研究,论文的主要工作及成果如下:1、对国内外现有装配式混凝土框架梁柱节点连接形式的进行了系统梳理和总结,提出了新型干湿混合式局部后张预应力装配式混凝土框架梁柱节点的构造和概念设计,既实现了预制结构逐跨和上下楼层立体交叉装配施工,又提高了结构的整体性。2、制作了4个预制和1个现浇对比试件,开展低周反复荷载下的足尺模型试验,对新型节点的抗震性能及可能影响节点性能的相关构造包括预应力筋的类型、粘结方式、灌浆料类型进行研究。结果表明:新型节点为梁端塑性铰破坏,满足强柱弱梁的设计原则;试验强度与理论值相符,具有较好的安全储备;极限变形能力强,延性与现浇构件相当;因钢筋滑移的影响耗能较弱。3、优化了节点构造,又开展了4个足尺新型节点预制试件的低周反复荷载试验,进一步研究新型节点的抗震性能及相关影响因素包括灌浆料类型、叠合层钢筋的连接方式、预应力张拉力大小和梁端塑性铰区箍筋类型等。结果表明,采用高强钢筋试件的各项性能指标与现浇试件类似;新型节点的最优构造方案为高强钢筋、局部无粘结、波纹管灌浆和梁端开口箍筋的构造组合。4、系统回顾和总结了目前梁柱节点构件非线性分析模拟的方法。基于Open SEES软件,给出了新型节点试件的纤维模型模拟方法,并通过与试验结果对比验证了模型的正确性。针对预应力筋类型、张拉力大小及其粘结方式等因素进行了参数化分析。5、新型节点框架结构的设计理念为同等现浇,其设计过程总体上可按照现行设计、施工相关规范进行。给出了新型节点预制框架结构的设计流程,并在前文试验和理论分析的基础上,对设计相关问题进行系统总结和进一步探讨,包括梁柱构件的设计,节点核心区的抗剪设计,梁柱结合处牛腿和缺口梁设计及相关构造要求等,给出了计算方法或设计建议。6、新型节点构造新颖,其关键施工工艺尚无成熟经验可借鉴。提出了弧形钢筋加工、管道定位、预应力张拉和接缝处管道连接等关键施工方法。在工艺试验研究、试点工程应用的基础上,对新型节点构件制作、安装阶段的关键施工工艺和控制标准进行系统总结。同时也表明,关键施工工艺和控制标准能满足实际工程应用要求。
周飞[8](2019)在《火场温度作用下CFRP筋混凝土受弯构件的结构性能研究》文中提出纤维增强复合材料(FRP)与传统钢筋相比具有高强度、耐腐蚀、重量轻等优势,受到工程界越来越多的青睐,广泛应用在建筑、桥梁、码头等建设工程中,尤其在预应力加固和修复领域表现尤为突出。然而,高温下和高温后预应力FRP材料混凝土构件的衰减规律并不明确,相关研究文献较少,因此亟需对其耐火特性进行系统研究。本文在分析了国内外FRP材料和预应力混凝土构件高温力学性能基础上,展开了高温下和高温后CFRP筋材料与预应力CFRP筋混凝土受弯构件的抗火试验和理论研究。具体研究内容及成果如下:(1)CFRP筋高温力学性能试验研究本文对CFRP筋高温力学性能进行了全面的试验研究,包括膨胀系数试验、高温下(恒温加载和恒载升温)试验和高温后试验,获得了CFRP筋高温力学特性随温度的变化规律。试验结果表明:a)CFRP筋热膨胀纵向变形与普通钢筋不同,随着温度的升高不断减小,属于收缩变形;b)高温下CFRP筋的极限抗拉强度和弹性模量随着温度的升高不断降低,同时在恒温加载和恒载升温的对比研究中,恒载升温获得的力学特性比恒温加载获得力学特性偏高,但差异并不显着,主要原因是:由于恒温加载额外30min的温度稳定和恒载升温CFRP筋表面瞬间温度高于内部温度两方面原因造成;c)在高温后CFRP筋的材性试验中,当经历的最高温度不超过200℃时,CFRP筋力学性能有较大恢复;当超过300℃,其力学特性无法恢复并随着曾经经历的最大温度增加而迅速降低;d)根据获得的CFRP筋材料高温试验数据,利用多项式模型、双曲正切函数模型和指数函数模型对CFRP筋高温力学特性拟合,获得的拟合表达式与试验结果吻合较好,可作为CFRP材料高温力学特性的本构方程。(2)预应力CFRP筋混凝土构件耐火性能试验研究首先,对预应力CFRP筋混凝土构件的常温静力特性进行了试验研究,结果表明:a)预应力混凝土构件跨中挠度-荷载变化曲线呈现四阶段发展规律,分别为反拱阶段、弹性阶段、开裂弹性阶段和塑性阶段;b)从开始加载到构件发生破坏,可明显观察到CFRP筋应力增量与跨中挠度基本成线性关系。其次,在获得常温构件极限承载力的基础上,进行了9根火灾下预应力CFRP筋混凝土构件的抗火性能试验,研究参数包括受火时间、张拉控制应力、持荷水平和涂料厚度。试验结果表明:a)当构件截面尺寸、防火涂料保护层厚度和受火时间相同时,各个构件截面温度场变化规律相似,受持荷水平和张拉控制应力大小等因素影响较小;b)在火灾下混凝土构件挠度和CFRP筋应力不断增大,当CFRP筋应力超过材料高温极限抗拉强度时,筋材的断裂导致挠度迅速增大;当持荷水平不断增加时,相同受火时间对应的CFRP筋应力和跨中挠度不断增大,而构件抗火时间减小;张拉控制应力的降低,并不能有效增加构件受火时间,主要是由于CFRP筋受高温时的横向膨胀作用,导致涂抹在筋材表面的防火涂料脱落或产生较大开裂裂缝,当涂抹厚度较薄时,对CFRP筋的保护作用有限,因此对于涂抹在CFRP筋表面的防火涂料应适当增加其防火厚度;c)当受火时间较短时,对CFRR筋并未发生断裂的构件进行火灾后力学性能试验。与常温静载试验构件相比,火灾后预应力混凝土构件荷载-挠度曲线呈二折线,在普通钢筋屈服之前,荷载和挠度呈线性增长,钢筋屈服之后,荷载变化不大而挠度快速增长。同时,火灾后预应力CFRP筋混凝土构件跨中挠度与应力增量变化规律和常温静载试验构件变化规律具有相似性,均成线性增长关系。(3)预应力混凝土构件温度场分析基于混凝土构件内部各点经历的温度变化一般不受荷载和构件变形的影响,利用ABAQUS商用软件建立有限单元温度模型,对于预应力混凝土构件温度场变化规律进行全过程分析,并将计算结果与试验结果进行对比,吻合较好,为后续预应力混凝土受弯构件结构力学特性分析奠定基础。(4)预应力CFRP筋混凝土构件火灾下结构性能分析首先,通过ABAQUS商用软件,利用混凝土构件各组成材料高温力学本构关系,建立有限单元力学模型,为加快计算效率,采用四分之一建模方法对预应力CFRP筋混凝土构件进行热-力耦合分析,得到的CFRP筋应力和跨中挠度计算结果与试验结果吻合较好。基于验证的有限单元模型,对混凝土构件主要影响参数进行分析,获得了防护层厚度和导热系数对CFRP筋温度、应力和构件挠度的影响规律。其次,为了进一步理解火场温度作用下预应力混凝土受弯构件的结构性能,基于分段原理,提出了预应力混凝土构件性能的基于荷载和温度作用耦合曲率,四参数迭代共轭梁综合计算方法。采用Python语言进行编程,同样对CFRP筋应力和跨中挠度随受火时间的变化规律进行了分析计算,与试验结果吻合较好,验证了修正理论方法的有效性。(5)预应力CFRP筋混凝土构件火灾后结构性能分析火灾后预应力混凝土构件结构性能非线性分析与火灾下相似,不同在于温度场的计算。火灾后混凝土构件结构性能分析需要获得截面过火温度场的分布,才能通过给出的高温后混凝土构件各组成材料的本构关系进行计算分析。因此,首先编制ABAQUS子程序USDFLD,得到构件各点曾经经历最大温度值;其次将过火温度场代入有限单元力学模型和修正理论模型中进行分析,最后获得的计算结果和试验结果进行对比分析,吻合较好。同时,为了满足工程设计人员的要求,提出了火灾后预应力CFRP筋混凝土构件简化计算方法,得到的结果同样满足精度要求。
石婷[9](2019)在《无粘结预应力装配式框架结构抗连续倒塌分析》文中研究指明目前预应力装配式框架结构的应用逐渐扩大,但适用于其结构的连接方法与理论研究尚有欠缺。与此同时近年来装配式结构倒塌事情屡有发生,结构抗连续倒塌的研究对结构安全、社会安定等方面具有积极的意义。相比于有粘结预应力装配式结构,无粘结预应力装配式结构的研究还甚少,本文针对无粘结预应力装配式框架结构抗连续倒塌性能分析。主要研究内容如下:(1)本文参照国内一现有的2层2跨平面框架倒塌试验,借助SAP2000有限元软件建模并对其加以侧向力进行分析,对比分析得:数值模拟结果与试验结果体现出基本吻合,从而验证了本文所采用的梁、柱单元类型、塑性铰本构关系、以及建模分析方法的正确性,为抗连续倒塌分析提供了有效分析手段。(2)采用拆除构件法,借助于非线性静力分析方法,对无粘结预应力框架结构抗连续倒塌性能进行了分析。提取了失效点不同位移量的塑性铰分布,并以荷载储备系数LRR为定量指标得:在拆除长边中柱后,剩余上部结构抗连续倒塌极限承载能力最弱。同时结构不同部位的抗连续倒塌机制也不同,并不是结构所有的部位都存在悬链线机制。(3)借助于非线性动力分析方法,对无粘结预应力框架结构在正常使用情况下进行了拆除构件分析。结果表明:拆除失效柱后,结构弯矩、剪力、轴力的分布形式与原结构相比发生了变化,剩余结构内力进行了重分布;与失效柱相连梁、相邻柱构件变化明显,这些梁柱构件更易发生连锁破坏导致结构发生连续倒塌;远离拆除柱端的负弯矩以及剪力增幅显着,对整体框架来说,横向影响幅度大于纵向。与1倍荷载下的非线性静力分析结果一致,在正常使用情况下,4种工况均不会发生连续倒塌,根据不同柱失效时失效点位移由小到大排序为:内部柱失效、短边中柱失效、长边中柱失效、角柱失效。综上,角柱、长边中柱失效对预应力筋为装配式框架结构抗连续倒塌性能影响显着,设计时,应注意加强角柱和长边中柱构件构造。无粘结预应力筋为装配式框架结构提供了足够的储备荷载可保证结构在正常使用情况下不会发生连续倒塌。
周益国[10](2019)在《循环荷载下无粘结预应力连续梁非弹性性能试验研究》文中研究指明目前,国内外关于无粘结预应力混凝土梁在单调荷载作用下的受力性能、破坏机制、设计方法等方面进行了较多的研究,但对于无粘结预应力混凝土梁的非弹性性能研究相对比较少,试验对象也多以简支梁为主,而实际结构工程中,对于超静定结构,无粘结筋受到的摩阻力变化规律十分复杂,因此,有必要对无粘结预应力混凝土连续梁的非弹性性能进行深入研究和分析。聚焦以AS15.2,AS17.8和AS21.6三种钢绞线为预应力筋,以HRB400级钢筋为非预应力筋的无粘结预应力混凝土连续梁,着力开展了循环荷载下无粘结预应力连续梁非弹性性能试验研究。总结了试件极限状态下的几种破坏模式和裂缝开展规律,以综合配筋指标和有无防腐润滑脂包裹为参数,基于残余变形分析了试件的变形恢复能力。在确定配筋率的条件下,随着综合配筋指标增大,无粘结预应力混凝土连续梁的极限承载力将增大,然而结构构件的非弹性变形能力将降低,设置了防腐润滑脂后,正截面承载力将提高。以综合配筋指标和有、无防腐润滑脂为主要参数,提出了曲率延性系数、变形延性系数及能量延性系数的计算方法。分析了以各位移量级下的耗能值和粘滞阻尼系数表征的非弹性变形阶段的耗能能力,发现表面粘滞系数的增大会导致耗能能力的提高。通过正截面承载力方程反演获得的综合配筋指标和预应力筋配筋指标两个关键参数的关系,推导了以综合配筋指标和预应力筋配筋指标为基本参数的无粘结筋极限应力表达式,提出了适用于无粘结预应力混凝土连续梁极限应力的计算方法。
二、无粘结预应力混凝土梁非线性分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无粘结预应力混凝土梁非线性分析(论文提纲范文)
(1)机制砂自密实预应力混凝土梁力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 自密实混凝土研究现状 |
1.2.2 机制砂自密实混凝土研究现状 |
1.2.3 机制砂混凝土梁与自密实混凝土梁研究现状 |
1.3 当前研究不足之处 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 机制砂自密实混凝土基本力学性能试验研究 |
2.1 机制砂自密实混凝土的配合比设计 |
2.1.1 机制砂自密实混凝土配合比设计 |
2.1.2 试验材料的确定 |
2.1.3 配合比设计 |
2.2 试件制作 |
2.2.1 试块设计方案 |
2.2.2 试块的制作与养护 |
2.3 机制砂自密实混凝土的力学性能试验 |
2.3.1 立方体抗压强度试验 |
2.3.2 轴心抗压强度试验 |
2.3.3 劈裂抗拉强度试验 |
2.3.4 静力受压弹性模量试验 |
2.3.5 泊松比试验 |
2.3.6 混凝土单轴应力应变试验 |
2.4 试验结果与分析 |
2.4.1 抗压性能试验 |
2.4.2 抗拉强度试验 |
2.4.3 单轴受压应力—应变关系 |
2.5 本章小结 |
第三章 无粘结预应力混凝土梁有限元模拟方法研究与模型建立 |
3.1 ABAQUS软件简介 |
3.2 后张法无粘结预应力混凝土构件有限元模拟方法研究 |
3.2.1 预应力模拟方法 |
3.2.2 无粘结预应力筋的模拟 |
3.2.3 无粘结预应力模拟方法验证 |
3.3 机制砂自密实预应力混凝土梁的有限元模型建立 |
3.3.1 模型尺寸参数 |
3.3.2 材料本构关系 |
3.3.3 模型单元种类的选取 |
3.3.4 装配与边界条件 |
3.3.5 分析步与荷载施加 |
3.3.6 网格的划分 |
3.4 本章小结 |
第四章 机制砂自密实预应力混凝土梁有限元分析 |
4.1 有限元结果分析 |
4.1.1 应力云图分析 |
4.1.2 非预应力筋配筋率对梁承载力的影响 |
4.1.3 有效预应力对梁承载力的影响 |
4.1.4 混凝土强度等级对梁承载力的影响 |
4.1.5 不同种类混凝土对梁承载力的影响 |
4.2 预应力混凝土梁理论分析与模拟值对比 |
4.2.1 正截面受弯承载力计算公式 |
4.2.2 受弯构件挠度计算 |
4.2.3 理论分析与模拟值对比 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要研究结论 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(2)预应力CFRP板加固混凝土受弯构件疲劳性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 FRP简介 |
1.3 FRP-混凝土界面的受力性能研究 |
1.4 FRP片材加固混凝土受弯构件疲劳性能研究 |
1.4.1 非预应力FRP片材加固混凝土受弯构件疲劳性能研究 |
1.4.2 预应力FRP片材加固混凝土受弯构件疲劳性能研究 |
1.4.3 外贴FRP片材加固混凝土受弯构件疲劳预测模型 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 CFRP板-混凝土界面疲劳性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验方案 |
2.2.1 试件设计与制作 |
2.2.2 试验材料 |
2.2.3 加载装置 |
2.2.4 加载方案 |
2.2.5 测点布置及测量方案 |
2.3 静载试验结果及分析 |
2.3.1 破坏模式 |
2.3.2 界面荷载-滑移响应分析 |
2.3.3 FRP应变分布分析 |
2.4 疲劳试验结果及分析 |
2.4.1 破坏模式与疲劳寿命 |
2.4.2 FRP应变分布 |
2.4.3 界面疲劳剥离开展 |
2.4.4 界面荷载-位移响应与刚度退化分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 CFRP板-混凝土界面疲劳裂纹扩展研究 |
3.1 引言 |
3.2 FRP-混凝土界面疲劳裂纹开展速率表达式形式与基础参量的确定 |
3.2.1 裂纹尖端应力强度因子K |
3.2.2 Paris公式与Griffith准则 |
3.3 本文FRP-混凝土界面疲劳裂纹扩展速率的提出 |
3.3.1 FRP-混凝土界面裂纹能量释放率 |
3.3.2 本文提出的公式 |
3.3.3 参数C_1和m_1的确定 |
3.3.4 考虑已剥离FRP影响的修正FRP-混凝土界面裂纹扩展速率 |
3.4 FRP-混凝土界面疲劳裂纹开展长度的预测计算方法 |
3.5 CFRP板-混凝土界面疲劳寿命预测 |
3.6 本文模型验证 |
3.6.1 疲劳裂纹开展速率验证 |
3.6.2 疲劳裂纹开展长度验证 |
3.7 本章小结 |
第4章 预应力CFRP板加固混凝土梁静力及疲劳试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 试验梁设计与制作 |
4.2.2 预应力CFRP板加固试验梁的制作 |
4.2.3 试验材料 |
4.2.4 加载装置与加载方案 |
4.2.5 测点布置与测量方案 |
4.3 静载试验梁试验结果及分析 |
4.3.1 静载试验梁破坏形态及荷载位移响应分析 |
4.3.2 静载试验梁截面应力分析 |
4.4 疲劳试验梁试验结果分析 |
4.4.1 疲劳试验梁疲劳寿命与破坏形态 |
4.4.2 试验梁跨中挠度分析 |
4.4.3 普通受拉钢筋应变分析 |
4.4.4 CFRP板的应变分布与疲劳剥离开展分析 |
4.4.5 混凝土压应变分析 |
4.4.6 混凝土裂缝开展分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 预应力CFRP板加固混凝土受弯构件疲劳损伤全过程非线性分析方法 |
5.1 引言 |
5.2 分析方法与基本理论 |
5.2.1 基本假定 |
5.3 各材料的疲劳损伤模型与破坏准则 |
5.3.1 混凝土的疲劳性能 |
5.3.2 钢筋的疲劳性能 |
5.3.3 CFRP板的疲劳性能 |
5.3.4 CFRP板的疲劳剥离开展 |
5.4 疲劳损伤全过程分析步骤及流程 |
5.5 计算结果与试验结果对比 |
5.6 参数分析 |
5.6.1 疲劳荷载水平的影响 |
5.6.2 有效预应力的影响 |
5.6.3 混凝土强度等级的影响 |
5.6.4 CFRP板剥离的影响 |
5.6.5 本文建议的加固梁换算截面受拉边缘拉应力限值 |
5.7 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 需进一步研究的问题 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的主要成果 |
致谢 |
(3)体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 预应力混凝土节段梁发展及应用现状 |
1.2.1 预应力混凝土节段梁发展历程 |
1.2.2 体外预应力混凝土节段梁国内应用现状 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能研究现状 |
1.3.2 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能研究现状 |
1.4 研究内容及思路 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 总体思路 |
第2章 体外预应力混凝土节段梁抗弯性能分析模型 |
2.1 概述 |
2.2 考虑剪力滞效应的纤维梁单元模型研究 |
2.2.1 剪力滞效应 |
2.2.2 理论模型建立 |
2.2.3 单元二次开发 |
2.2.4 模型验证 |
2.3 体外束滑移索单元模型研究 |
2.3.1 理论模型 |
2.3.2 单元开发 |
2.3.3 模型验证 |
2.4 接缝力学模型 |
2.5 体系模型应用 |
2.5.1 缩尺模型试验分析 |
2.5.2 实桥试验分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 体外预应力混凝土节段梁抗弯承载力简化计算方法 |
3.1 概述 |
3.2 各因素对抗弯性能的影响规律分析 |
3.3 既有计算公式及其适用性分析 |
3.4 抗弯承载力建议计算方法 |
3.4.1 建议计算方法 |
3.4.2 方法验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 体外预应力混凝土节段梁抗剪性能试验研究 |
4.1 概述 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 试件设计 |
4.2.2 试件制备 |
4.2.3 材性测试 |
4.2.4 试验加载方案 |
4.2.5 试验量测方案 |
4.3 试验结果 |
4.3.1 主要试验结果 |
4.3.2 试件破坏现象 |
4.3.3 结构承载力及变形特征 |
4.3.4 混凝土应变 |
4.3.5 普通钢筋应变 |
4.3.6 预应力束应力变化 |
4.4 试验分析 |
4.4.1 影响因素对比分析 |
4.4.2 各组份抗剪贡献分析 |
4.4.3 规范中抗剪承载力计算公式适用性分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 弯剪复合作用下体外预应力混凝土节段梁承载机理分析 |
5.1 概述 |
5.2 弯剪复合作用下精细有限元模型分析方法 |
5.2.1 分析模型框架 |
5.2.2 钢筋混凝土结构轴-剪复合作用下的本构模型 |
5.2.3 考虑滑移效应的预应力束单元开发 |
5.2.4 键齿接缝简化模拟方法 |
5.2.5 加载控制方法 |
5.3 试验梁失效分析 |
5.4 基于桁架-拱理论的节段梁结构承载机理分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 考虑弯剪复合作用的体外预应力混凝土节段梁分析模型 |
6.1 概述 |
6.2 考虑弯剪相互作用的节段梁单元模型 |
6.2.1 单元力学特性需求分析 |
6.2.2 单元理论模型 |
6.2.3 节段间接缝的等效模拟方法 |
6.2.4 单元状态的迭代计算 |
6.2.5 纤维的材料本构模型 |
6.2.6 纤维截面剪应变不均匀分布的计算方法 |
6.3 计算程序的设计及开发 |
6.4 模型验证与应用 |
6.4.1 混合配束节段梁弯剪性能分析 |
6.4.2 全体外配束节段梁弯剪性能分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 论文主要研究成果 |
7.2 主要创新点 |
7.3 尚需进一步研究的问题 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外UHPC抗弯性能研究现状 |
1.2.1 国内外UHPC梁受弯性能研究现状 |
1.2.2 国内外拼装梁受弯性能研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第二章 UHPC拼接梁抗弯性能试验研究 |
2.1 试验梁设计 |
2.1.1 试验梁设计尺寸及参数 |
2.1.2 试验梁浇筑与养护 |
2.1.3 材料性能测试 |
2.1.4 试验梁加载装置及测点布置 |
2.1.5 预应力张拉及试验梁加载 |
2.2 试验主要实验结果 |
2.2.1 试验梁的破坏形态 |
2.2.2 荷载-挠度关系 |
2.2.3 钢绞线应力变化规律 |
2.2.4 最大裂缝宽度 |
2.2.5 应变分布规律 |
2.2.6 破坏截面压应变变化 |
2.3 本章小结 |
第三章 UHPC节段预制拼接梁有限元模拟研究 |
3.1 UHPC和预应力钢绞线本构选取 |
3.1.1 UHPC材料本构 |
3.1.2 预应力钢绞线本构关系 |
3.2 UHPC节段预制拼装梁有限元模型 |
3.2.1 钢筋混凝土有限元建模方式 |
3.2.2 材料的本构模型 |
3.2.3 ABAQUS模型的建立 |
3.3 模拟试验主要结果 |
3.3.1 荷载-跨中挠度曲线 |
3.3.2 模拟梁的破坏形态 |
3.3.3 主要模拟数据 |
3.4 参数分析 |
3.4.1 混凝土强度的影响 |
3.4.2 预压应力的影响 |
3.4.3 键齿数量的影响 |
3.4.4 键齿深度的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 UHPC节段预制拼接梁正截面承载力计算 |
4.1 节段预制拼接梁现有的设计方法 |
4.2 节段预制拼接梁抗弯特性分析 |
4.3 建议UHPC节段预制拼装梁抗弯承载力计算公式 |
4.3.1 基本假定 |
4.3.2 节段预制拼装梁正截面承载力计算 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
致谢 |
(5)大跨无粘结预应力HSFRC梁受弯性能分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 HSFRC材料本构关系研究现状 |
1.2.1 HSFRC的概念及特点 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 国内研究现状 |
1.3 无粘结预应力梁受弯理论研究现状 |
1.3.1 无粘结预应力梁的概念及特点 |
1.3.2 无粘结预应力梁的研究现状及存在的问题 |
1.4 本文研究的目的和意义 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第2章 大跨无粘结预应力HSFRC梁试验研究 |
2.1 试件设计 |
2.2 加载方式 |
2.3 试验结果 |
2.3.1 HSFRC抗压强度标准值 |
2.3.2 荷载-位移曲线 |
2.3.3 试验梁跨中截面中性轴位置曲线 |
2.3.4 不同荷载下梁的变形曲线 |
2.4 本章小结 |
第3章 大跨无粘结预应力HSFRC梁受弯性能理论研究 |
3.1 大跨无粘结预应力梁受弯理论 |
3.2 有效预应力的计算 |
3.3 材料的本构模型 |
3.3.1 钢筋的本构模型 |
3.3.2 混凝土的本构模型 |
3.4 无粘结预应力筋极限应力增量的理论计算 |
3.4.1 粘结折减系数法 |
3.4.2 基于综合配筋指标的回归经验公式法 |
3.5 试验梁受弯承载力的理论分析 |
3.5.1 开裂荷载的理论分析 |
3.5.2 极限荷载的理论分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 大跨无粘结预应力HSFRC梁有限元程序分析 |
4.1 有限元方法概述 |
4.1.1 有限元方法的发展历程 |
4.1.2 有限元程序ABAQUS介绍 |
4.2 有限元ABAQUS建模 |
4.2.1 混凝土及钢筋的单元选择 |
4.2.2 无粘结预应力筋的模拟 |
4.2.3 混凝土与钢筋的参数定义 |
4.3 模型的有效性 |
4.3.1 模拟结果云图 |
4.3.2 无粘结预应力筋沿梁长的应力分布 |
4.3.3 无粘结预应力筋的应力增量 |
4.4 模拟结果与试验结果的比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 大跨无粘结预应力HSFRC梁受弯性能的参数研究 |
5.1 用于参数研究的模型梁 |
5.2 受拉区非预应力筋配筋率对梁受弯性能的影响 |
5.3 无粘结预应力筋配筋率对梁受弯性能的影响 |
5.4 张拉控制应力对梁受弯性能的影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(6)无粘结预应力混凝土梁受剪性能非线性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题的背景与意义 |
1.2 预应力混凝土梁受剪性能试验研究现状 |
1.3 剪力传递机理及抗剪影响因素 |
1.3.1 剪力传递机理 |
1.3.2 抗剪影响因素 |
1.4 抗剪设计理论及方法 |
1.4.1 统计分析方法 |
1.4.2 极限平衡理论 |
1.4.3 桁架类理论 |
1.4.4 剪切摩擦理论 |
1.4.5 塑性理论 |
1.4.6 非线性有限元法 |
1.5 非线性有限元方法的广泛应用 |
1.6 值得研究的问题及本文主要工作 |
1.6.1 值得研究的问题 |
1.6.2 本文的主要工作 |
第二章 有限元数值理论 |
2.1 引言 |
2.2 混凝土损伤塑性模型 |
2.2.1 单轴受压和受拉行为 |
2.2.2 屈服准则 |
2.2.3 流动法则 |
2.2.4 参数选取 |
2.3 混凝土材料本构关系 |
2.3.1 混凝土受压本构关系 |
2.3.2 混凝土受拉本构关系 |
2.4 损伤因子的取值方法 |
2.5 算例分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 试验梁概况及有限元模拟方法 |
3.1 引言 |
3.2 无粘结预应力混凝土梁受剪试验概况[95,96] |
3.2.1 第一组试件概况 |
3.2.2 第二组试件概况 |
3.3 有限元模拟方法 |
3.3.1 有限元模型的建立 |
3.3.2 无粘结预应力筋的模拟 |
3.3.2.1 国内模拟方法 |
3.3.2.2 国外模拟方法 |
3.3.2.3 本文的建模方法 |
3.4 无粘结预应力筋模拟方法中的参数分析 |
3.5 网格敏感性分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 有限元结果与试验结果对比分析 |
4.1 引言 |
4.2 荷载-位移曲线结果对比分析 |
4.2.1 第一组试件的结果 |
4.2.2 第二组试件的结果 |
4.3 预应力筋应力对比分析 |
4.3.1 第一组试件的结果 |
4.3.2 第二组试件的结果 |
4.4 裂缝发展形态对比分析 |
4.4.1 第一组试件的结果 |
4.4.2 第二组试件的结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 无粘结预应力混凝土梁受剪性能的影响参数分析 |
5.1 引言 |
5.2 混凝土强度的影响 |
5.3 有效预应力的影响 |
5.4 有粘结与无粘结形式的影响 |
5.5 普通钢筋强度的影响 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
主要工作及结论 |
展望与设想 |
参考文献 |
附录 |
附录1 混凝土损伤塑性模型参数 |
附录2 混凝土受压本构关系及损伤因子计算参数 |
附录3 混凝土受拉本构关系及损伤因子计算参数 |
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)局部后张预应力装配式框架节点抗震性能及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 装配式混凝土结构节点分类 |
1.3 装配式混凝土框架节点形式 |
1.3.1 湿式连接 |
1.3.2 干式连接 |
1.3.3 干湿混合式连接 |
1.4 装配式混凝土框架节点研究现状 |
1.4.1 国外研究现状 |
1.4.2 国内研究现状 |
1.5 课题来源 |
1.6 研究内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
1.7 技术路线图 |
1.8 创新点 |
第二章 新型节点构造及理论分析研究 |
2.1 引言 |
2.2 当前梁柱节点存在的问题 |
2.3 新型节点的概念设计 |
2.3.1 节点构造理念 |
2.3.2 节点构造 |
2.3.3 施工流程 |
2.4 新型节点性能的理论分析 |
2.4.1 节点设计原则 |
2.4.2 抗弯强度设计 |
2.4.3 抗剪强度设计 |
2.4.4 单调荷载作用下的截面分析 |
2.5 新型梁柱节点延性性能分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 新型节点抗震性能验证性试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 背景工程简介 |
3.3 试验构件设计 |
3.3.1 现浇试件 |
3.3.2 预制试件 |
3.4 试件加工 |
3.5 材料特性 |
3.6 试验加载设计 |
3.6.1 试验设备和加载工装 |
3.6.2 试验加载制度 |
3.7 试验量测内容 |
3.8 试验过程及现象 |
3.8.1 试件CP试验过程及现象 |
3.8.2 试件PC-1试验过程及现象 |
3.8.3 试件PC-2试验过程及现象 |
3.8.4 试件PC-3试验过程及现象 |
3.8.5 试件PC-4试验过程及现象 |
3.9 破坏过程及破坏模式分析 |
3.9.1 破坏过程 |
3.9.2 破坏模式 |
3.9.3 钢筋滑移情况 |
3.10 试验结果分析 |
3.10.1 滞回曲线 |
3.10.2 骨架曲线 |
3.10.3 承载能力 |
3.10.4 强度退化 |
3.10.5 延性分析 |
3.10.6 刚度退化 |
3.10.7 耗能能力 |
3.11 梁端结合部混凝土表面应变分析 |
3.12 本章小结 |
第四章 新型节点构造优化及试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验构件的优化和试验参数 |
4.3 试件加工 |
4.4 材料特性 |
4.5 试验加载设计 |
4.5.1 试验加载工装加固 |
4.5.2 试验加载制度 |
4.5.3 测点布置 |
4.6 试验过程及现象 |
4.6.1 试件SP-1试验过程及现象 |
4.6.2 试件SP-2试验过程及现象 |
4.6.3 试件SP-3试验过程及现象 |
4.6.4 试件SP-4试验过程及现象 |
4.7 破坏过程及破坏模式分析 |
4.7.1 破坏过程 |
4.7.2 破坏模式 |
4.8 试验结果分析 |
4.8.1 滞回曲线 |
4.8.2 骨架曲线 |
4.8.3 承载能力 |
4.8.4 强度退化 |
4.8.5 延性分析 |
4.8.6 刚度退化 |
4.8.7 耗能能力 |
4.9 梁端结合部平截面假定分析 |
4.10 钢筋应变分析 |
4.10.1 叠合层钢筋应变 |
4.10.2 节点核心区箍筋应变 |
4.10.3 牛腿钢筋应变 |
4.10.4 缺口梁钢筋应变 |
4.11 本章小结 |
第五章 基于OpenSEES的数值模拟及参数化分析研究 |
5.1 引言 |
5.2 梁柱节点模型 |
5.3 基于OpenSEES的非线性分析 |
5.3.1 OpenSEES简介 |
5.3.2 梁柱非线性单元 |
5.3.3 非线性模拟关键问题 |
5.3.4 修正Kent-Park混凝土本构 |
5.3.5 Pointo钢筋本构 |
5.3.6 广义一维滞回Pinching4材料 |
5.4 节点核心区模型 |
5.4.1 集中弹簧模型 |
5.4.2 剪切板模型 |
5.4.3 节点核心区骨架曲线 |
5.4.4 弹簧骨架曲线 |
5.4.5 滞回规则 |
5.5 钢筋粘结滑移模型 |
5.5.1 局部粘结-滑移关系 |
5.5.2 总体粘结-滑移关系 |
5.5.3 钢筋应力-滑移曲线 |
5.5.4 滞回规则 |
5.6 基于OpenSEES的分析模型建立 |
5.6.1 现浇试件模型 |
5.6.2 预制试件有粘结模型 |
5.6.3 预制试件无粘结模型 |
5.6.4 零长度截面单元 |
5.6.5 预制试件梁端细部构造模拟 |
5.7 现浇试件模拟结果 |
5.8 预制有粘结试件模拟结果分析 |
5.8.1 模拟与试验结果对比 |
5.8.2 预应力筋无粘结长度参数分析 |
5.8.3 预应力筋张拉应力参数分析 |
5.9 预制无粘结试件模拟结果 |
5.9.1 模拟与试验结果对比 |
5.9.2 预应力筋张拉应力参数分析 |
5.9.3 预应力筋类型 |
5.10 耗能能力的探讨 |
5.11 本章小结 |
第六章 新型节点预制框架结构设计研究 |
6.1 引言 |
6.2 新型节点预制框架结构设计流程 |
6.2.1 少支架施工 |
6.2.2 无支架施工 |
6.3 预制框架结构内力计算 |
6.4 构件尺寸拟定及节点总体布置 |
6.5 预应力弧形钢筋配置 |
6.6 接缝及灌缝 |
6.7 波纹管及灌浆 |
6.8 无粘结长度 |
6.9 预制梁、叠合梁设计 |
6.9.1 使用阶段验算 |
6.9.2 施工阶段验算 |
6.9.3 梁端接缝处截面钢筋应力计算 |
6.10 预制柱设计 |
6.11 节点核心区设计 |
6.11.1 新型节点核心区受力分析 |
6.11.2 节点核心区抗剪强度计算 |
6.11.3 节点核心区设计建议 |
6.12 牛腿受力设计 |
6.12.1 简支牛腿 |
6.12.2 刚接暗牛腿 |
6.12.3 新型节点牛腿拉压杆模型 |
6.12.4 新型节点牛腿设计建议 |
6.13 缺口梁设计 |
6.13.1 简支缺口梁 |
6.13.2 刚接缺口梁 |
6.13.3 新型节点缺口梁拉压杆模型 |
6.13.4 新型节点缺口梁设计建议 |
6.14 本章小结 |
第七章 施工工艺及控制标准研究 |
7.1 引言 |
7.2 关键施工方法和工艺试验研究 |
7.2.1 预应力钢筋弯弧 |
7.2.2 波纹管定位和安装 |
7.2.3 接缝处管道连接 |
7.2.4 预应钢筋穿束 |
7.2.5 预应钢筋张拉 |
7.3 施工工艺和操作要点 |
7.3.1 施工流程 |
7.3.2 构件制作 |
7.3.3 构件安装 |
7.4 控制标准 |
7.5 本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
致谢 |
作者简介 |
参考文献 |
(8)火场温度作用下CFRP筋混凝土受弯构件的结构性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 FRP材料高温性能研究现状 |
1.3.1 FRP材料的热工性能 |
1.3.2 FRP材料高温力学性能 |
1.4 预应力混凝土构件抗火性能研究现状 |
1.4.1 高温下预应力混凝土结构抗火性能研究现状 |
1.4.2 高温后预应力混凝土结构抗火性能研究现状 |
1.5 本文研究目标和研究内容 |
1.5.1 研究目标 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 CFRP筋高温力学性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 材料 |
2.2.2 试验试件 |
2.2.3 试验设备 |
2.2.4 试验制度 |
2.3 温度试验结果与分析 |
2.4 高温下CFRP筋力学性能试验 |
2.4.1 CFRP筋热膨胀性能试验 |
2.4.2 恒温加载抗拉强度试验 |
2.4.3 恒载升温的极限温度试验 |
2.5 高温后CFRP筋力学性能试验 |
2.5.1 试验结果与分析 |
2.5.2 与已有CFRP筋高温后材性力学性能对比 |
2.5.3 试验结果拟合 |
2.6 本章小结 |
第三章 预应力CFRP筋混凝土受弯构件耐火性能试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验方案 |
3.2.1 试验梁基本情况 |
3.2.2 试验设备及测点布置 |
3.2.3 试验制度 |
3.3 常温受弯构件试验结果及分析 |
3.3.1 常温构件试验结果 |
3.3.2 挠度分析 |
3.3.3 预应力CFRP筋应力分析 |
3.3.4 混凝土和钢筋应变分析 |
3.4 火灾受弯构件试验结果及分析 |
3.4.1 火灾下试验结果与分析 |
3.4.2 火灾后试验结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 预应力CFRP筋混凝土构件受火传热模拟研究 |
4.1 引言 |
4.2 热分析基本原理 |
4.2.1 火灾温度-时间曲线 |
4.2.2 热传递的方式 |
4.2.3 导热微分方程 |
4.2.4 定解条件 |
4.3 材料的热工性能 |
4.3.1 混凝土的热工性能 |
4.3.2 钢筋的热工性能 |
4.3.3 CFRP筋的热工性能 |
4.3.4 防火涂料的热工性能 |
4.3.5 陶瓷耐火纤维材料的热工性能 |
4.4 预应力CFRP筋混凝土受弯构件温度场分析 |
4.4.1 火灾下受弯构件温度场计算值与实测值对比 |
4.4.2 火灾后受弯构件温度场计算与实测值对比 |
4.5 有限单元传热模型的验证 |
4.5.1 郑文忠等的试验 |
4.5.2 Bailey等的试验 |
4.6 本章小结 |
第五章 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件热-力耦合非线性分析 |
5.1 引言 |
5.2 基本假定 |
5.3 材料高温力学性能 |
5.3.1 混凝土 |
5.3.2 钢筋 |
5.3.3 CFRP筋 |
5.4 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件有限元分析 |
5.4.1 有限单元模型的建立 |
5.4.2 ABAQUS中材料膨胀系数的修正 |
5.5 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件传统修正理论模型分析 |
5.5.1 混凝土构件纵向单元的划分 |
5.5.2 截面曲率的计算 |
5.5.3 混凝土构件挠度的计算 |
5.5.4 体外预应力CFRP筋应力的计算 |
5.5.5 受火全过程非线性分析的步骤及流程 |
5.6 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件计算值与实测值对比 |
5.6.1 挠度计算值与实测值对比 |
5.6.2 CFRP筋应力计算值与实测值对比 |
5.7 火灾下预应力CFRP筋混凝土构件抗火性能主要影响因素分析 |
5.7.1 不同防火层厚度影响因素分析 |
5.7.2 不同防火层导热系数影响因素分析 |
5.7.3 其它影响因素分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件计算理论研究 |
6.1 引言 |
6.2 基本假定 |
6.3 材料高温后力学性能 |
6.3.1 混凝土 |
6.3.2 钢筋 |
6.3.3 CFRP筋 |
6.4 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件有限元分析 |
6.4.1 有限单元模型的建立 |
6.4.2 火灾后混凝土构件过火温度场计算 |
6.5 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件传统修正理论模型分析 |
6.5.1 混凝土构件纵向单元的划分 |
6.5.2 截面曲率的计算 |
6.5.3 混凝土构件挠度的计算 |
6.5.4 体外预应力CFRP筋应力的计算 |
6.5.5 火灾后全过程非线性分析的步骤及流程 |
6.6 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件简化计算方法 |
6.6.1 混凝土构件等效截面计算 |
6.6.2 预应力CFRP筋应力的计算 |
6.6.3 混凝土构件挠度的计算 |
6.6.4 混凝土构件极限承载力 |
6.7 火灾后预应力CFRP筋混凝土构件计算值与实测值对比 |
6.7.1 荷载-挠度计算值与实测值对比 |
6.7.2 CFRP筋应力计算值与实测值对比 |
6.7.3 极限承载力计算值与实测值对比 |
6.8 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.1.1 CFRP筋高温力学性能试验及本构模型 |
7.1.2 火灾下混凝土构件耐火性能试验及理论分析 |
7.1.3 火灾后混凝土构件力学性能试验及理论分析 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的主要成果 |
致谢 |
(9)无粘结预应力装配式框架结构抗连续倒塌分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 预应力混凝土结构原理 |
1.1.3 预应力装配式框架结构特点 |
1.1.4 各国规范关于结构连续倒塌定义 |
1.2 国内外预应力装配式框架结构研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 抗连续倒塌设计相关规范 |
1.3.1 各国规范 |
1.3.2 中国规范 |
1.4 本文研究内容 |
2 无粘结预应力装配式平面框架非线性静力分析 |
2.1 抗连续倒塌分析方法 |
2.1.1 线性分析方法 |
2.1.2 非线性分析方法 |
2.2 非线性静力分析步骤 |
2.3 预应力装配式节点连接方式 |
2.3.1 全预应力连接 |
2.3.2 混合连接 |
2.4 无粘结预应力混凝土梁塑性铰特征值 |
2.4.1 塑性铰本构关系 |
2.4.2 对称无粘结预应力混凝土梁铰特征值 |
2.5 无粘结预应力装配式框架模型建立与验证 |
2.5.1 平面框架验证模型 |
2.5.2 试件推覆分析 |
2.5.3 框架模型荷载位移曲线 |
2.5.4 框架模型塑性铰发展过程 |
2.6 本章小结 |
3 无粘性预应力装配式框架结构连续倒塌非线性静力分析 |
3.1 有限元模型建立 |
3.1.1 分析模型概况 |
3.1.2 有限元模型 |
3.2 框架结构抗连续倒塌分析参数 |
3.2.1 荷载的传递 |
3.2.2 失效工况 |
3.2.3 失效准则 |
3.3 非线性静力分析 |
3.3.1 工况 1 (拆除角柱)分析 |
3.3.2 工况 2 (拆除长边中柱)分析 |
3.3.3 工况 3 (拆除短边中柱)分析 |
3.3.4 工况 4 (拆除内柱)分析 |
3.4 抗连续倒塌机制 |
3.5 本章小结 |
4 无粘性预应力装配式框架结构连续倒塌非线性动力分析 |
4.1 非线性动力分析 |
4.1.1 工况 1 (拆除角柱)分析 |
4.1.2 工况 2 (拆除长边中柱)分析 |
4.1.3 工况 3 (拆除短边中柱)分析 |
4.1.4 工况 4 (拆除内柱)分析 |
4.2 内力重分布机制 |
4.3 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(10)循环荷载下无粘结预应力连续梁非弹性性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 研究背景及意义 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 无粘结预应力连续梁循环加载试验 |
2.1 引言 |
2.1.1 试验要求 |
2.1.2 试验内容 |
2.2 试验梁设计与制作 |
2.2.1 试件设计 |
2.2.2 试件制作 |
2.2.3 应变片布置 |
2.2.4 传感器制作 |
2.3 试验过程 |
2.3.1 试验装置 |
2.3.2 预应力筋张拉 |
2.3.3 试验加载方案 |
2.4 试验现象与分析 |
2.4.1 LLA试件 |
2.4.2 LLB试件 |
2.4.3 LLC试件 |
2.4.4 LLAY试件 |
2.4.5 LLBY试件 |
2.4.6 LLCY试件 |
2.4.7 试验总结 |
2.5 本章小结 |
第3章 非弹性变形能力与能量延性 |
3.1 引言 |
3.2 荷载与挠度关系 |
3.3 极限承载力 |
3.4 变形能力 |
3.5 延性 |
3.5.1 基本概念 |
3.5.2 定义 |
3.5.3 延性指标 |
3.6 曲率延性 |
3.6.1 曲率延性系数 |
3.6.2 曲率延性限值 |
3.7 能量延性 |
3.7.1 能量延性系数 |
3.7.2 影响因素 |
3.8 延性对比 |
3.9 本章小结 |
第4章 无粘结筋摩擦耗能 |
4.1 引言 |
4.2 耗能能力 |
4.3 粘滞阻尼系数 |
4.4 预应力筋影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 无粘结筋应力演化 |
5.1 引言 |
5.2 无粘结筋应力演化 |
5.2.1 无粘结筋应力演化与外荷载的关系 |
5.2.2 无粘结筋应力演化与变形的关系 |
5.3 无粘结筋应力增量计算 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
四、无粘结预应力混凝土梁非线性分析(论文参考文献)
- [1]机制砂自密实预应力混凝土梁力学性能研究[D]. 蔡广智. 北方工业大学, 2021(01)
- [2]预应力CFRP板加固混凝土受弯构件疲劳性能研究[D]. 闵信哲. 东南大学, 2021(02)
- [3]体外预应力混凝土节段梁弯剪性能研究[D]. 阎武通. 北京交通大学, 2021(06)
- [4]超高性能混凝土节段预制拼接梁抗弯性能研究[D]. 梁雪娇. 湖南工业大学, 2020(02)
- [5]大跨无粘结预应力HSFRC梁受弯性能分析[D]. 贾朝辉. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [6]无粘结预应力混凝土梁受剪性能非线性分析[D]. 刘玉送. 华南理工大学, 2020(02)
- [7]局部后张预应力装配式框架节点抗震性能及应用研究[D]. 杨辉. 东南大学, 2020(01)
- [8]火场温度作用下CFRP筋混凝土受弯构件的结构性能研究[D]. 周飞. 东南大学, 2019(01)
- [9]无粘结预应力装配式框架结构抗连续倒塌分析[D]. 石婷. 西安科技大学, 2019(01)
- [10]循环荷载下无粘结预应力连续梁非弹性性能试验研究[D]. 周益国. 哈尔滨工业大学, 2019(02)