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关于CFRP加固锈蚀混凝土柱抗震性能的数值模拟研究（2014年）

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简介：
本研究通过数值模拟方法探讨了碳纤维增强复合材料(CFRP)加固锈蚀混凝土柱在地震作用下的抗震性能，旨在为工程结构提供更安全的设计依据。发表于2014年。 近年来，碳纤维增强复合材料（CFRP）在国内外得到了广泛应用。关于使用CFRP加固锈蚀混凝土柱的研究主要集中在试验上，而数值模拟相对较少。本段落采用OpenSEES软件对CFRP加固后的锈蚀混凝土柱的抗震性能进行了非线性分析，并将其结果与实验数据进行对比。研究结果显示，在考虑钢筋腐蚀引起的粘结滑移并选择合适的材料参数的情况下，可以准确预测纤维增强锈蚀混凝土柱的抗震力学性能。

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  • 关于CFRP加固锈蚀混凝土柱抗震性能的数值模拟研究（2014年）
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    本研究通过数值模拟方法探讨了碳纤维增强复合材料(CFRP)加固锈蚀混凝土柱在地震作用下的抗震性能，旨在为工程结构提供更安全的设计依据。发表于2014年。 近年来，碳纤维增强复合材料（CFRP）在国内外得到了广泛应用。关于使用CFRP加固锈蚀混凝土柱的研究主要集中在试验上，而数值模拟相对较少。本段落采用OpenSEES软件对CFRP加固后的锈蚀混凝土柱的抗震性能进行了非线性分析，并将其结果与实验数据进行对比。研究结果显示，在考虑钢筋腐蚀引起的粘结滑移并选择合适的材料参数的情况下，可以准确预测纤维增强锈蚀混凝土柱的抗震力学性能。
     
  • 利用OpenSees进行钢筋混凝土桥墩抗震性能研究 (2011年)
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    本研究运用OpenSees软件分析了钢筋混凝土桥墩在地震中的抗震性能，旨在提高桥梁结构的安全性和耐久性。 本段落将弹塑性纤维模型应用于基于柔度法的非线性梁柱单元，并使用有限元分析软件OpenSees对钢筋混凝土桥墩在低周反复荷载作用下的受力性能进行了模拟研究。通过参数分析，探讨了轴压比、配筋率以及延性比等因素如何影响墩底截面内力、变形和钢筋受拉应变的变化规律。结果显示：随着轴压比与配筋率的增加，桥墩底部截面内的刚度及内部作用力增大；同时，这些参数的增长会导致该区域的位移量减小以及钢筋在拉伸状态下的应变量减少。此外，在延性比较高的情况下，高轴压比试件表现出更为显著的弯曲曲率和受拉钢筋应变增长趋势。研究还发现，钢筋硬化参数对分析结果有着重要影响。
     
  • 钢筋混凝土梁碳纤维加固的数值模拟分析
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    本研究通过数值模拟方法探讨了碳纤维布在钢筋混凝土梁加固中的应用效果和机理，为结构工程提供理论支持和技术指导。 碳纤维加固钢筋混凝土梁的数值模拟采用计算力学与材料科学理论，并结合ANSYS有限元分析软件来研究该技术在结构中的应用效果。这种手段能够预测未经实体实验情况下，加固前后结构性能的变化，为设计及加固方案提供参考依据。 本段落深入探讨了非线性弹性和弹塑性两种本构关系下梁的加固表现差异。碳纤维增强复合材料（CFRP）由连续碳纤维与树脂基体制成，因其高强度、轻质和耐腐蚀等特性，在混凝土结构加固领域得到广泛应用。研究方法包括实验室试验法和数值模拟法。前者成本较高，后者则成本较低且结果准确。 在ANSYS软件中，采用不同单元类型来模拟钢筋混凝土梁：Solid65用于模拟具有非均匀性质的混凝土，并考虑了塑性、徐变以及拉裂及压溃等非线性因素；Link*三维杆单元用来模拟钢筋性能。Shell**单元则用于碳纤维布，该模型能承受拉力并适用于弹性性能模拟。 软件中还包含弥散裂缝模型以引入材料中的裂缝生成和扩展机制，并利用Rankine最大拉应力准则来判断裂缝产生的条件。这些特性提高了数值模拟的连续性和准确性。 在进行计算时，详细定义了梁尺寸、荷载及材料参数等：C25混凝土弹性模量为2.8×10^4 Nmm²，抗压强度为17.0N/mm²，抗拉强度为2.19N/mm²；钢筋的弹性模量均为2.0×10^5 Nmm²。泊松比对于C25混凝土是0.167，并假设了计算过程中不考虑粘结滑移。 通过数值模拟研究加固量对梁结构性能的影响，分析不同本构关系下加固效果差异。结果为实际工程设计提供了科学依据，优化方案以提高承载力和耐久性的同时降低成本并提升效率与质量。
     
  • 钢筋混凝土柱抗爆试验设计及数值验证
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    本研究致力于探索钢筋混凝土柱在爆炸荷载下的响应机制，通过设计详尽的抗爆实验并辅以数值模拟分析，旨在为结构抗震与防护提供科学依据。 钢筋混凝土柱的抗爆试验设计及其数值验证是结构工程领域的重要研究内容之一，在《建筑结构荷载规范》修订后增加了关于爆炸冲击波等效动荷载确定方法、均布静力荷载计算以及偶然组合公式的相关内容，该领域的研究变得更为重要。本段落的研究和分析基于2012年实施的最新版《建筑结构荷载规范》，同时参考了美国UFC规范，并通过理论计算与数值模拟相结合的方式对比两种规范下的等效爆炸荷载，提出了依据新版《荷载规范》进行钢筋混凝土柱抗爆设计的方法，并使用LS-DYNA有限元显式动力分析软件进行了性能验证。 在新版的《建筑结构荷载规范》中新增加了关于偶然荷载的相关章节，为结构工程中的抗爆设计提供了重要的理论基础。这部分内容涵盖了如何确定不同爆炸工况下的等效动荷载以及将这些动态作用转换成静力作用以便于实际应用的方法和公式。 本段落首先根据《荷载规范》计算出在各种条件下钢筋混凝土柱承受的等效爆炸荷载，并与美国UFC规范中的相应结果进行了对比。之后，文章进一步通过单自由度方法及构件最大内力原则确定了均布静力荷载及其对应的结构内部应力分布情况。然后利用偶然组合公式评估了最不利工况下的钢筋混凝土柱受力状态，从而指导抗爆设计。 基于上述分析和计算结果，在应用LS-DYNA软件进行数值模拟后发现，《荷载规范》推荐的设计方法足以应对实际爆炸冲击波的影响，并能够确保结构的稳定性。这项研究为工程人员提供了一种新的参考框架来优化钢筋混凝土柱在极端条件下的性能，提高建筑的安全性。 关键词包括“结构工程”、“钢筋混凝土柱”、“爆炸荷载”、“荷载规范”和“数值分析”，这些词汇准确地反映了文章的核心主题与主要内容。通过这项研究，可以更好地理解和应用《建筑结构荷载规范》中的相关规定，在实际设计中有效应对由爆炸等偶然事件引起的潜在风险。
     
  • 2014年研究: 相邻两面受火的矩形钢管钢筋混凝土柱耐火极限
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    本研究探讨了在火灾条件下相邻两侧受热时矩形钢管钢筋混凝土柱的耐火性能及极限，为建筑防火设计提供科学依据。 为了研究相邻两面受火的矩形钢管钢筋混凝土柱的耐火极限及其影响因素，我们使用ABAQUS有限元软件建立了相应的抗火分析模型，并将理论结果与国内外已有的试验数据进行了对比，两者吻合良好。随后，对各种可能影响其耐火极限的因素进行详细研究，包括截面周长、高宽比、长细比、配筋率、荷载比例和材料强度等参数。基于这些因素的研究分析，我们推导出了一个理论公式来预测构件的耐火极限。 研究表明，在一定的参数范围内，荷载比、截面边长及长细比是影响该类构件耐火极限的关键因素：即当荷载比较小时，或截面边长大时，以及结构的长细比较大时，其耐火性能会相应提高。
     
  • 钢筋混凝土板在近爆条件下的动态破坏数值模拟研究(2012年)
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    本研究通过数值模拟方法，探讨了钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下的动态响应和破坏机理，为结构防护设计提供理论依据。 当爆炸在结构构件表面发生时，会对其造成损伤与破坏。准确预测这种潜在损害对于重要建筑物及防护结构的抗爆设计至关重要。为了研究钢筋混凝土板在近距爆炸作用下的抗爆性能，使用了AUTODYN软件建立了三维分离式实体模型来模拟混凝土和钢筋的行为。该数值模型考虑到了应变率对材料动力学特性的影响以及炸药、空气与结构之间的流固耦合相互作用。通过不同量级的炸药实验，分析了钢筋混凝土板在爆炸冲击下的损伤机理及破坏特征，并详细展示了从混凝土开裂到碎片形成、部分钢筋屈服断裂直至局部倒塌的过程动态演变情况。随着炸药量增加，这些现象会更加显著和复杂化。
     
  • 混凝土三点弯曲梁的裂缝扩展及断裂过程数值模拟研究（2013年）
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    本研究通过数值模拟方法探讨了混凝土三点弯曲梁在受力作用下的裂缝形成、扩展及其最终断裂的过程，旨在深入理解其力学性能和破坏机理。 本段落基于Paris位移公式，并考虑裂缝黏聚力的作用，推导出了混凝土三点弯曲梁在裂缝扩展过程中断裂过程区上裂缝张开位移的解析表达式。通过采用起裂韧度作为判断标准，提出了荷载作用下混凝土从裂缝起裂、扩展到最终失稳破坏全过程的数值模拟方法，并将该方法与国内外相关试验实测值及有限元计算结果进行了比较分析。结果显示，本段落提出的数值模拟方法具有形式简洁且精度较高的特点。
     
  • 混凝土细观模型（版本11）- MATLAB应用_混凝土骨料细观模型_细观混凝土研究
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    本作品为基于MATLAB开发的混凝土细观模型软件（V11），专注于模拟分析混凝土内部结构，特别是骨料与水泥基质间的相互作用，助力于深入理解材料性能和行为。 基于MATLAB的细观混凝土骨料模型可以导入COMSOL进行数值仿真。
     
  • 混凝土的弹塑性损伤研究问题
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    本研究聚焦于混凝土材料在受力过程中的弹塑性和损伤特性，探讨其力学行为及破坏机理，为结构安全设计提供理论支持。 在建筑工程领域中，混凝土是一种不可或缺的基础材料。而研究混凝土的弹塑性损伤问题则是非常重要的一环。弹塑性损伤理论是理解并模拟混凝土在荷载作用下非线性行为的关键因素，包括了弹性阶段、塑性阶段以及损伤过程。 本段落将深入探讨混凝土的弹塑性损伤特性，并结合“CDM GTN umat”这一标签推测其为一种数值模拟方法。混凝土的弹塑性能指的是它在受到外力时表现出两种主要力学行为：弹性行为和塑性行为。在小应变范围内，混凝土能恢复原状并遵循胡克定律；当荷载增大到一定程度后，材料出现永久变形即进入塑性阶段，在此阶段应力-应变曲线不再保持线性关系，表现为非线性的特征。 损伤是指因长期受力导致的混凝土承载能力逐渐下降的过程。它由内部微裂纹的发展引起，并且这些裂缝会降低材料的整体强度和刚度。损伤过程通常是非局部化的并且与时间和历史荷载有关联。通过引入损伤变量来描述在不同荷载条件下混凝土性能的变化，可以更好地反映其退化情况。 CDM（混凝土损伤力学）是一种广泛使用的理论框架，用于描述混凝土的弹塑性和损伤行为。该模型包括了关于损伤变量演化的方程，并且可以通过这些方程式模拟出材料在各种外部条件下的强度和刚度变化。“GTN umat”可能是基于上述CDM理论的一个特定混凝土损伤模型，可能通过用户自定义材料子程序（UMAT）在有限元软件中实现。这种编程方法允许使用者为特殊用途编写自己的本构关系，从而更准确地模拟复杂的行为特征。 实际工程应用如桥梁、建筑物的设计和评估以及结构耐久性研究都需要理解并预测混凝土的弹塑性损伤情况。通过数值仿真可以预见长期性能，并且评估其安全性和耐用度，这将对结构设计提供科学依据。“CDM GTN umat”可能就是这样一个工具帮助工程师更好地理解和模拟实际工作条件下混凝土的行为表现，预防及解决可能出现的问题。 总结来说，研究混凝土的弹塑性损伤问题涉及到了材料力学特性的非线性变化和性能退化。而基于CDM理论开发出来的GTN umat模型则为数值仿真提供了有效的方法。这种技术对于提升结构的安全性、可靠性和耐久性具有重要的意义。
     
  • 关于混凝土中氯离子扩散的数值分析*(2009年)
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    本文运用数值模拟方法对混凝土内部氯离子扩散过程进行了深入研究，探讨了不同条件下氯离子在混凝土中的传输特性及影响机制。 针对混凝土氯离子扩散系数及表面氯离子浓度随时间变化的影响，采用COMSOL有限元软件对氯离子扩散过程进行了数值模拟，并将预测结果与实验数据进行比较，验证了该方法的有效性。考虑到实际环境中氯离子扩散受时间和不同侵蚀环境因素的影响，分别在不同的水灰比和龄期条件下模拟了混凝土中氯离子的扩散情况，为分析近海及除冰盐环境下结构混凝土中的氯离子浓度分布提供了一种新的预测方法。