基于能量法的型钢混凝土构件的界面滑移计算

根据国内外关于型钢混凝土粘结滑移性能的试验研究资料,在已有对型钢混凝土粘结应力沿锚固长度的分布规律的基础上,引入能量法求解型钢混凝土界面的相对滑移. 以型钢混凝土圆钢管柱为例,建立了型钢与混凝土界面的沿锚固长度方向相对滑移的基本计算公式. 计算结果表明,圆钢管混凝土柱中型钢与混凝土界面的相对滑移具有二次曲线分布的基本特征.     

薄层橡胶沥青复合式路面层间高温滑移特性

为研究高温条件下不同水泥面板界面处理及黏结剂组合方式对复合式路面滑移特性的影响,采用酸洗、抛丸、刻槽等不同层间处理措施和橡胶沥青和AF-I溶剂型两种黏结材料的复合试件板进行双侧无约束汉堡车辙试验,评价复合式路面层间高温滑移特性。结果表明:层间处理措施对层间高温滑移特性影响明显,当界面具有较好的构造深度时,整体抗变形能力明显提高。采用构造深度相对较高、纹理更密的十字刻槽以及刻槽间距较小的密刻槽效果较好,对防止层间高温滑移特性病害较为有效。相对于层间黏结使用橡胶沥青作为黏结剂的试件,使用AF-I溶剂型黏结剂的试件抵抗层间高温滑移特性效果更好。双侧无约束复合板式试件滑移特性试验中,随着构造深度的增大,滑移变形率整体呈现下降趋势,即抵抗滑移变形能力呈增大趋势。采取适当措施改善层间接触条件,对提高复合式路面层间高温滑移特性具有重要意义。     

考虑层间滑移效应的组合梁解析计算

将双层组合梁的接触面模拟成Goodman弹性夹层,用Goodman弹性夹层法分析双层组合梁在弹性工作阶段的滑移、内力及挠度与荷载之间的关系.分别针对简支梁、悬臂梁在多种荷载作用下,根据边界条件计算出梁在该荷载约束条件下的内力、滑移和挠度分布规律,通过“滑移附加弯矩”引入层间相对滑移对组合梁的影响.该理论公式既能描述组合...     

考虑滑移效应的钢-混凝土组合框架结构弹性地震响应分析

提出考虑滑移效应、楼板组合效应以及半刚性节点的组合框架梁单元刚度矩阵,运用MATLAB对组合框架进行弹性地震响应分析,研究了滑移效应、楼板空间组合效应以及半刚性节点连接对组合框架结构的自振特性和弹性地震响应的影响.通过改变组合框架梁刚度放大系数γ和剪力连接度τ的取值,研究这两个参数对组合框架的影响.数据分析结果表明:当γ5时,界面滑移能够较大影响组合框架,当γ5时,组合框架的位移幅值和频率变化都不大.组合框架的楼板空间组合效应在结构受力全过程始终存在,并且当τ5时对组合框架的作用也更明显.     

考虑界面滑移效应的钢-混凝土组合梁新型非线性纤维梁单元模型

目的 提出一种新型的考虑钢-混凝土组合梁界面滑移效应的非线性纤维梁单元理论模型,用于此类结构加载至破坏全过程中弹塑性力学行为的高效分析.方法 根据钢-混凝土组合梁的结构特点,在传统纤维梁单元理论的基础上,引入钢梁与混凝土板之间的相对滑移变形模式,推导出考虑界面非线性滑移效应、钢梁与混凝土板材料非线性行为的新型纤维梁单元...     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构力学分析

采用有限元方法,对直接加铺与施加防反射裂缝措施后再加铺的路面结构进行了力学分析和比较,得到了交通荷载、温度变化和材料参数对沥青加铺层结构力学性能的影响规律.结果表明:直接加铺沥青层结构时,只增加沥青材料强度、厚度和地基模量,都只能在一定程度上改善沥青加铺层结构的力学性能,且不一定经济有效;而加设STRATA应力吸收层,并改善旧混凝土板接缝传荷能力,能较好地改善沥青加铺层在交通荷载和温度荷载作用下的应力应变状态.     

考虑相对滑移钢-混凝土结合梁内力分析

钢-混凝土结合梁在荷载作用下,混凝土板和钢梁之间将产生相对滑移,导致结构内力的重分配,需考虑相对滑移的影响.采用伽辽金法计算结合梁考虑相对滑移的静力响应,采用正交函数作为位移函数,通过推导出形常数与载常数的计算公式,最后用渐近法计算分析并比较连续结合梁的内力.结果表明:计算简单精度较高.     

基于能量法的工字钢柱的界面滑移计算

根据国内外有关型钢混凝土黏结滑移的试验研究资料,建立型钢混凝土工字钢柱的拉拔力学模型,引入能量法求解了型钢混凝土界面的相对滑移. 将型钢混凝土工字钢柱截面分为3部分,利用最小势能原理建立沿锚固长度方向的型钢与混凝土界面的相对滑移计算公式,并进行了数值计算与分析. 研究结果表明,构件中型钢与混凝土界面的相对滑移具有二次曲线分布的基本特征,与相关试验结论一致.     

考虑剪切和界面滑移的钢-混凝土组合箱梁变分解法

根据组合箱梁剪切变形和界面滑移模式,以能量变分原理为基础,考虑剪切变形和滑移双重效应,建立组合箱梁的控制微分方程和边界条件,利用最小势能原理推导出组合箱梁挠度和滑移联合微分方程的解析解.推导不同荷载作用下的滑移效应附加弯矩,利用附加弯矩表达公式和结构力学挠度计算公式计算滑移对挠度的影响,并与试验结果进行对比.研究结果表明,该方法解析解与试验结果吻合良好,更符合实际情况,证明了该方法的有效性,同时为组合箱梁承载力的有限元分析奠定了基础.     

考虑滑移效应的钢板-混凝土组合板刚度分析

采用折减刚度法分析了钢板-混凝土组合板在受弯状态下交界面的滑移情况,建立了界面剪力关于剪跨段长度的函数,进而推导了跨中一点加载和两点加载情况下组合板跨中挠度的计算式.此外,将钢板-混凝土组合板看作是底部纵向受拉钢筋锚固在底面的混凝土结构,基于钢筋混凝土梁的抗弯刚度计算式,并采用修正的折减钢板宽度系数法近似考虑钢板与混凝土滑移的影响,得到了组合板抗弯刚度计算式,进而利用材料力学公式进一步计算组合板跨中挠度.将这2种方法的计算结果与4组共9块简支组合板的试验结果进行对比,发现计算结果与试验结果吻合良好,2种方法均可用于计算钢板-混凝土组合板跨中挠度,且第2种方法具有一定的安全储备,方便实际工程的设计应用.     

直接法推导考虑滑移及剪切变形的组合梁单元

本文回顾了已有分析组合梁的杆系单元模型,采用直接法推导了考虑接合界面滑移及剪切变形的两节点8自由度组合梁单元.单元模型简单明确,可方便的用于组合梁设计中各种参数调整计算.同时,基于此种单元可进一步考虑混凝土板收缩、徐变、预应力效应及组合截面温差效应,有一定的实用价值     

考虑滑移效应的空间预应力混凝土组合式模型

提出一种考虑滑移效应的空间预应力混凝土组合式模型,通过预应力钢筋和混凝土交点处的虚拟节点,将模拟两者交界面的黏结单元嵌入滑移模型.基于位移有限元框架,由虚功原理推导滑移模型的有限元平衡方程,并编制计算程序.该模型允许预应力钢筋以任意形式穿过混凝土单元,网格划分灵活,虚拟节点的自由度在平衡方程的集成过程中得到约减.通过预应力混凝土矩形截面简支梁算例,滑移模型在材料弹性阶段计算结果的正确性得以验证,可作为预应力混凝土空间非线性有限元程序开发的基础.     

贫混凝土基层与水泥混凝土面板层间界面抗剪特性研究

为了得到贫混凝土基层与水泥混凝土面层层间界面的抗剪特性，通过大量的室内直剪试验来模拟路面结构的实际工作环境，模拟了三种不同的层间接触状况，分析了贫混凝土基层与水泥混凝土面层的界面抗剪特性，得到了不同接触状况下的粘聚力和内摩擦角的变化规律。研究结果表明：贫混凝土基层与水泥混凝土面层的层间接触状况对路面结构的抗剪性能具有显著的影响，综合摩擦系数较好地反映了这一变化特性，研究可为贫混凝土基层水泥混凝土路面的设计提供理论依据。     

钢筋与混凝土间的粘结滑移性能研究

本文采用钢筋开槽．内贴电阻片的方法，对新型月牙纹钢筋和光圆钢筋的粘结滑 移关系进行了试验研究，建立了相应的粘结应力与滑移间的关系式．该式考虑了材料 特性、保护层厚度、裂缝间距及离开裂缝截面的距离对粘结滑移关系的影响．     

考虑滑移、剪力滞后和剪切变形的组合梁单元

通过简单的运动学假设,提出了考虑滑移、剪力滞后和剪切变形的钢-混凝土组合梁位移法单元.由于组合梁存在多种变形的耦合作用,低次单元16DOF(自由度)应力精度较低,而具有5次Hermite多项式形函数的高次单元26DOF能以较少的单元数达到满意的精度.算例分析表明,忽略钢梁的剪切变形可能会导致显著的误差.     

基于分形理论的沥青加铺层不同层间接触状态力学响应分析

为了研究不同层间接触状态下旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面的力学响应。运用基于分型理论的W-M接触模型计算沥青混凝土层与水泥混凝土层间的弹塑临界接触面积,利用弹性剪切柔量模拟层间接触状态,并利用Bisar软件计算不同层间接触状态下的路表弯沉及沥青层底弯拉应力变化。结果表明:利用分形接触模型能够确定出层间弹塑性临界接触面积;不同接触状态下路表弯沉及沥青层底弯拉应力变化较大;连续接触状态有利于沥青层底受力及减小路表弯沉。     

考虑层间接触状态的沥青路面力学性能分析

为了研究不同层间接触状态的沥青路面力学性能,借助ABAQUS构建路面三维有限元模型分析了路面温度场下不同的层间接触状态对路面力学性能的影响,并建立了考虑层间接触状态的疲劳性能预估模型。研究表明：当深度路面在0.68 m以上,路面温度与深度呈三次多项式关系、路面深度在0.1 m以上时,路面温度与外界环境气温呈二次多项式关系;层间接触状态对沥青路面拉应力影响最大,剪应力次之,对竖向变形影响最小,低速、重载的车辆能使路面最大拉应力、最大剪应力、最大竖向位移分别增大90.0%、70.0%、63.2%;与完全连续状态相比,随着层间接触状态的劣化,沥青路面的疲劳寿命最大降低了75.6%。可见为延长路面的使用寿命,施工时应连续铺装压实,严格控制层间黏结质量。     

水泥混凝土路面加铺层的疲劳性能

水泥混凝土路面加铺层受到车辆荷载和温度的反复作用，结构设计时需考虑其疲劳性能。采用老混凝土表面凿毛并涂刷粘结剂的方法增强界面粘结，进行新老混凝土复合结构的疲劳试验，分析了影响加铺层疲劳性能的主要因素。结果表明：复合试件整体强度越高，上层钢纤维混凝土加铺层厚度越大，其疲劳寿命越长。最后，运用双参数Wemull分布，回归出不同失效概率下新老混凝土粘结复合结构的疲劳方程，从而为加铺层结构设计提供参数。     

重交通水泥混凝土路面与弹性地基相互作用的数值分析

近年来在大型现代化飞机场、远洋码头、集装箱堆场、尤其是重交通道路建设等领域,中厚度水泥混凝土板的相互作用研究分析对工程实践有着越来越重要的意义。本文采用中厚板理论作为求解弹性地基板的理论基础,该方法只需划分稀疏的离散网格,就可得到与精确解吻合较好的数值结果,其计算效率与精度均优于全域离散的有限元法。     

水泥混凝土路面改建的层间处理

本文通过分析水泥混凝土路面板与基层的工作状况,阐述了混凝土路面板与基层的层间接触处理的工程意义及层间改善处理的方式、施工工艺、材料选择等,可为类似工程提供借鉴.