压弯剪作用下腐蚀钢管混凝土非线性有限元分析

来源 :华东交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huohuonan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非线性有限元分析方法是进行大跨度、空间结构力学性能分析的重要研究方法,在实际工程中,混凝土构件常处于轴力、剪力和弯矩的共同受力状态下,是主要的承重构件和抗侧力构件。此外,处于腐蚀环境下服役往往是许多结构构件的工作常态,尤其是近年来,环境问题成为了瞩目的焦点,而因腐蚀造成的结构损伤是影响结构稳定性、耐久性的重要原因。因此,研究腐蚀钢管混凝土构件在压弯剪复杂应力状态下的工作机理对准确评估钢管混凝土结构的安全性有重要的科研价值和实际工程参考意义。本文研究了非线性静力方程组的迭代解法,整理并推导了考虑剪切效应的纤维梁单元模型,将弹塑性力学增量理论与该纤维梁单元模型相结合,之后,建立了压弯剪复杂应力状态下结构非线性有限元分析理论,基于此理论编制了MATLAB的计算分析程序,并进行了算例分析与数值模拟的验证。最后,将本文前面的研究成果应用于腐蚀钢管混凝土压弯剪构件水平承载力的非线性有限元分析,着重分析了影响该类构件水平承载力的相关参数,并得到了水平承载力系数的计算公式。本文的主要研究内容如下:(1)针对结构非线性全过程分析中,非线性静力方程组的迭代解法进行研究。推导并整理了位移控制新方法,运用MATLAB软件编制了相应分析程序,分别结合了典型的几何非线性算例和材料非线性算例加以验证,结果表明了位移控制新方法的准确性和可行性。(2)针对可以考虑剪切效应的纤维梁单元模型进行了整理与推导。基于Timoshenko梁理论,通过定义空间三维纤维梁单元的力与变形,确定了位移模式,得到了插值函数矩阵;基于连续性介质力学和虚位移原理,分别推导了该模型的弹性刚度矩阵与几何刚度矩阵,得到空间非线性分析的切线刚度矩阵;基于修正拉格朗日(U.L.)列式得到了坐标转换矩阵。(3)基于弹塑性力学增量理论,并结合本文在前阶段所进行的相关研究,形成了一套较为完整的可以同时考虑结构几何非线性和材料非线性的复杂应力状态下结构非线性有限元分析理论。运用MATLAB软件编制了相应分析程序,对典型的钢筋混凝土和钢管混凝土压弯剪算例进行非线性有限元分析,验证了本文所用方法的正确性。(4)依据本文建立的压弯剪复杂应力状态下结构非线性有限元分析理论对腐蚀后钢管混凝土柱的力学性能进行分析,通过对现有文献中相关试验的数值模拟,验证了本文建立模型的准确性和可行性。接着,开展了局部腐蚀钢管混凝土压弯剪构件水平承载力的相关研究,着重讨论了轴压比、混凝土强度、钢材强度、含钢率、腐蚀率、长细比这六个可能影响构件受力性能的参数。(5)运用多元非线性回归分析,得到了局部腐蚀后钢管混凝土压弯剪构件水平承载力系数的表达式,将承载力拟合值与实际值进行对比,验证了所得表达式的准确性。
其他文献
非线性非凸优化问题在控制理论和实际应用中是一类非常重要的问题,如机器人运动规划、无人机飞行控制等。同时,在硬件的实际具体实现过程中要达到无噪声污染的理想状态也很难实现。此外,现有文献对非线性非凸优化问题以及其在噪声干扰下的研究甚少。因此,针对变参收敛微分神经网络(Varying-parameter Convergent-differential Neural Network,VP-CDNN)求解非
象湖位于江西省南昌市区西南角,是南昌市重要的内湖之一,也是典型的浅水型景观湖泊。随着近年来对象湖周边区域的开发,人类活动使得大量营养盐流入湖中,象湖水体富营养化趋势日趋明显。氮、磷是导致湖泊富营养化的主要营养元素,本文通过研究象湖水体与沉积物中的氮、磷元素赋存形态以及空间分布特征来分析该湖泊的富营养化特征。并通过单因子评价法、营养状态指数法对象湖上覆水进行污染评价,运用有机指数法、单因子指数法对象
近年来的网络设备脆弱性数量和影响总体呈上升趋势,而网络设备作为信息基础设施的核心部件,针对其进行安全性分析具有重要的理论和社会意义。本文从网络设备安全性分析方法这一关键问题出发,研究网络设备安全分析关键技术。从已有网络设备脆弱性数据利用、网络设备常用协议设计和实现三方面,提出三种网络设备安全性分析方法。本文主要工作如下。(1)提出一种基于本体的网络设备脆弱性知识库构建方法。方法将知识库构建分为三部
采用高温固相法制备钴酸锂(LiCoO2)正极材料,将碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)与LiCoO2超声分散,经喷雾干燥和高温还原后,氧化石墨烯被还原成石墨烯(GR),最终得到均匀分散的碳纳米管/石墨烯/钴酸锂(CNTs/GR/LiCoO2)复合正极材料。实验采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学测试等方法,对材料的结构、形貌和电化学
随着中国进行改革开放和世界经济的不断发展,人们对金属产品的使用持续攀升。由于受到原料、加工工艺等技术因素的限制,金属在加工生产过程中不可避免地会产生某些缺陷,例如孔洞、裂纹等;此外,许多金属制品工作在高温、高压、潮湿环境,在使用过程中极易受到腐蚀磨损,因此对金属结构产品进行定期无损检测可以预防安全事故发生和造成重大的经济损失。电磁超声技术虽然优点众多,但是其换能效率却很低。如何合理的设计电磁超声换
"正义",即中华传统美德强调的"义",是中华民族道德精神的精蕴,是传统核心价值观对人生的终极目标和根本价值的思考与追求。在中国传统文化中,"义"的意蕴十分丰富。"义"可为仪,包括礼仪和风貌;可指适宜、正当,"义者,宜也";可为善、公正,"唯无不流,至平而上,义也";可为道德原则的总称;亦可指"有利、利益"。中华传统美德把"正义"看作人的根本价值追求,即人的立身之本和基本道德规范,基本的涵义是
期刊
地质聚合物基防护涂料是一种以地质聚合物为成膜物质且性能优越的新型无机涂料。但硅铝质原料和激发剂种类繁多使地质聚合物基防护涂料固化成膜机理复杂,表干时间、粘结强度和耐侵蚀性存在差异,同时受环境温湿度影响较大。在工程应用中应根据实际需求及环境条件,对硅铝质原料,激发剂种类、模数及掺量,外加剂和配比等方面进行优选。同时,地质聚合物也存在一些缺点,如收缩大、易开裂和易碳化等,一定程度上也限制了其在工程中的
白芷为我国常用大宗中药材之一,药用历史悠久。基于incoPat专利数据库对全球范围内近20年的白芷专利数据进行检索,共检索出白芷相关专利16 285件,运用常见的可视化图表分析方法,从全球发展趋势、技术研发热门领域、专利布局、专利价值和质量、功效应用等方面对白芷专利进行格局分析。分析表明,白芷当前研发正进入新的发展阶段;白芷中药材、中成药、化妆品及具有保健功能的食品和饮品为当前白芷的技术研发热点;
作为行业排头兵,经研院直流党支部全面实施"党建+"工程,为实现"双碳"提供国家级支持。国网经济技术研究院有限公司直流中心党支部(以下简称经研院直流党支部),始终把政治建设摆在首位,坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,牢固树立"融入中心抓党建,抓好党建促发展"的党建工作思路,积极探索党组织发挥作用的方法和途径,全面推行"党建+"模式,
期刊
将基坑工程中常见的悬臂排桩支护中的单排桩倾斜一定的角度,得到倾斜桩这种支护结构类型,不仅提高其承受水平荷载的能力,同时抑制桩身变形及支护结构的侧向位移。另外,基坑开挖面以下,距离桩底部分,其承受弯矩较小,如果按照桩长相等的方式布置排桩,往往使得材料浪费,支护结构的潜力发挥不充分。本文首先对倾斜桩的施工方法,现场试验与室内模型试验,竖向与水平向承载特性等方面的研究现状进行了调研,基于此,设计了结合倾