国家自然科学基金(51278120)
- 作品数：8 被引量：36H指数：4
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- 混凝土桥梁溯源与发展思考被引量：8
- 2013年
- 从混凝土桥梁的历史演进中探讨其发展方向。回顾混凝土桥梁自诞生以来的技术与理论进展,将其划分为萌芽、初创、成长、普及与发展4个阶段;同时简述我国混凝土桥梁的发展历程,并指出当前在施工、设计和科研中存在的粗放和轻视现象。在此基础上,探讨混凝土桥梁值得关注的研究与发展方向,包括:原材料的基本性能、概念设计与计算机分析、B区和D区的设计方法、疲劳损伤、工业化制造技术、耐久性、新型混凝土材料以及符合可持续发展主题的混凝土桥梁设计理念。
- 刘钊
- 关键词：混凝土桥可持续发展
- 体外预应力凸块锚固区配筋设计研究被引量：3
- 2013年
- 混凝土凸块锚固区是体外预应力的一种常见锚固形式,目前尚没有成熟的设计方法。本文通过有限元数值分析,揭示了产生局部拉应力集中的3种作用效应;在此基础上,提出了这3种局部作用效应合拉力的解析计算公式,作为凸块锚固区定量化配筋设计的依据。通过南京长江第四大桥引桥凸块锚固区的设计实践,表明该方法具有良好的实用性。
- 洪浩童育强贺志启刘钊
- 关键词：体外预应力配筋设计
- 不同预应力度简支梁拉压杆模型被引量：3
- 2013年
- 为研究预应力混凝土简支梁的传力路径及其拉压杆模型设计方法,提出一种改进的双向渐进结构优化算法.按照Von Mises应力准则,以单元应变能为结构性能指标,自行编制了单元生死并行的双向渐进结构拓扑优化程序,实现了混凝土结构拉压杆模型的自动构形.优化程序中引入单元生长与删除加速度因子,有效防止了无效拓扑的出现.通过把预应力等效为外部荷载,将寻找预应力混凝土梁拉压杆模型的问题转化为连续结构的拓扑优化问题.在此基础上讨论了不同预应力度下混凝土简支梁的受力行为并揭示了其合理的力学模型:钢筋混凝土梁可采用桁架模型,部分预应力梁可采用桁架-拱叠合模型,全预应力梁可采用拱模型或拱-桁叠合模型.
- 仲济涛刘钊
- 关键词：预应力简支梁拉压杆构形
- 后张预应力桥梁中间锚固区的拉压杆模型方法被引量：10
- 2013年
- 中间锚固区受到锚前扩散和锚后牵拉的双重作用,是桥梁结构中典型的应力扰动区。首先,通过弹性应力分析和主应力迹线分析,揭示了中间锚固区的受力特点,得到了锚固力经由锚前扩散和锚后牵拉的分配比例。进而,构建了能真实反映中间锚固区力流传递的拉压杆模型,并依据最小应变能原理对模型的构形进行了优化。最后,利用拉压杆模型的静力平衡条件,得到了锚前劈裂力和锚后斜向牵拉力的解析计算公式,其计算精度通过与有限元积分结果对比得到了验证。
- 贺志启刘钊
- 关键词：拉压杆模型
- 独柱式桥墩帽梁的力流线模型设计方法被引量：3
- 2013年
- 针对利用浅梁理论进行独柱式桥墩帽梁设计产生较大偏差的情况,提出基于深梁力流线模型理论的应力扰动区(D区)设计方法,并将其应用于独柱式桥墩帽梁的分析和设计中。该方法用力流线表征D区内部的主要传力路径,根据边界条件确定力流线的数学物理方程,据此推导力流线沿程横向拉力的解析计算式。对3种独柱式桥墩帽梁(矩形、倒梯形和花瓶形)进行有限元分析,验证所提出横向拉力计算式的正确性,并以某布置有双支座的花瓶形墩帽为例,说明力流线模型设计方法的应用流程。结果表明,依据力流线模型所提出的横向拉力计算公式具有形式简洁、计算精度高、物理意义明确的特点,可方便可靠地用于独柱式桥墩帽梁的设计。
- 贺志启刘钊
- 关键词：桥墩帽梁拉压杆模型有限元法
- 小剪跨比RC梁受剪分析的优化拉压杆模型被引量：4
- 2014年
- 基于多层次最小应变能分析，提出了确定混凝土结构D区拉压杆模型构形的一种优化方法．该方法首先借助结构拓扑优化分析拟定拉压杆模型的基本构形，并利用最小应变能参数分析确定模型的最优构形几何参数．针对小剪跨比钢筋混凝土梁，利用多层次的最小应变能分析，推导得到了其受剪分析的最优参数化拉压杆模型．研究发现：当梁的剪跨比小于1时，最优模型为“直接压杆模型”；当梁的剪跨比在1．0～2．0之间时，最优模型为“带斜拉杆的桁架模型”．依据该优化拉压杆模型，并以混凝土斜向拉杆断裂作为梁体劈裂破坏的条件，进一步推导得到了无腹筋小剪跨比梁的抗剪承载力简化计算公式．最后，通过与既有试验结果对比，表明该公式能够较好地反映剪跨比对抗剪承载力的影响．
- 贺志启刘钊
- 关键词：D区深梁拉压杆模型能量法
- 基于多节点微桁架元的薄板锚固区拉压杆模型被引量：1
- 2013年
- 目前混凝土桥梁结构D区多依据应力迹线的走向以及应力积分来确定拉压杆模型的基本构形,模型中杆件的布置存在一定的困难和随意性.针对此问题,以后张薄板锚固区为研究对象,提出一种多尺度分区渐进结构优化算法.首先,通过一种新的多节点微桁架元构建相应的等效基结构.然后利用此算法对不同偏心锚固力作用下的等效基结构进行分析,以自动生成锚固区拉压杆模型.最后,将该拉压杆模型与美国AASHTO桥梁设计规范中推荐的模型进行了对比.研究结果表明:该算法能够定量化确认拉压杆模型中杆件的位置,特别是拉杆位置与数值分析得到的受拉区合力作用线能较好吻合.
- 仲济涛刘钊
- 关键词：锚固区优化算法拉压杆模型
- 钢筋混凝土结构的细观尺度模型及裂缝扩展模拟被引量：5
- 2015年
- 基于细观尺度模型,研究了钢筋混凝土结构在荷载作用下的裂缝扩展情况并进行了数值仿真.首先,建立了混凝土结构的两相复合材料分析模型;其次,通过引入空间相关系数,对既有的Weibull力学参数分布模型进行了改进,使之体现单元之间力学性质的相关性;随后,构建混凝土及钢筋的本构方程,考虑到求解效率,利用应变能密度等效准则对混凝土三折线本构关系进行了简化;然后基于ANSYS平台开发了裂缝扩展模拟程序模块,通过引入裂缝贯通监控因子,对相互贯通后的裂缝实行自动化处理,提高了仿真的鲁棒性.为验证本文方法的有效性,将数值分析结果与3根不同剪跨比的钢筋混凝土简支梁加载后的裂缝开展情况进行了对比,模拟结果与试验现象吻合较好.
- 仲济涛刘钊
- 关键词：钢筋混凝土本构关系数值模拟
