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任意截面钢筋混凝土双向偏压构件材料及几何非线性分析

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建筑结构学报 1996年第6期17卷 19-25页

作者：叶英华刁波哈尔滨建筑大学

本文应用钢筋和混凝土的材料非线性本构关系，推导建立了任意截面钢筋混凝土双向偏压构件梁柱单元几何非线性分析公式。梁柱单元刚度矩阵借助于形函数和截面刚度矩阵形成。所建立的考虑大位移影响的单元刚度矩阵是小位移刚度矩阵和其它... 详细信息

本文应用钢筋和混凝土的材料非线性本构关系，推导建立了任意截面钢筋混凝土双向偏压构件梁柱单元几何非线性分析公式。梁柱单元刚度矩阵借助于形函数和截面刚度矩阵形成。所建立的考虑大位移影响的单元刚度矩阵是小位移刚度矩阵和其它几个矩阵的简单叠加。文中给出的标准有限元公式既简单明了又节省计算时间，得到的理论分析结果与实验结果吻合很好。

关键词：钢筋混凝土构件偏压构件几何非线性分析

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坑蚀钢筋疲劳寿命预测的等效表面缺陷模型

建筑结构学报 2018年第S2期39卷 380-386页

作者：陈杰庞森刁波北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

有效预测坑蚀钢筋的疲劳寿命是一个复杂且与工程实践相关的问题,基于已有试验和理论研究成果提出了预测坑蚀钢筋疲劳寿命的等效表面缺陷模型。综合考虑锈坑长度、宽度和深度对应力集中系数的影响,提出锈坑处应力集中系数修正公式。考虑... 详细信息

有效预测坑蚀钢筋的疲劳寿命是一个复杂且与工程实践相关的问题,基于已有试验和理论研究成果提出了预测坑蚀钢筋疲劳寿命的等效表面缺陷模型。综合考虑锈坑长度、宽度和深度对应力集中系数的影响,提出锈坑处应力集中系数修正公式。考虑裂纹萌生寿命、短裂纹扩展寿命和长裂纹扩展寿命,将钢筋锈坑通过锈坑深宽比和长宽比等效为钢筋表面初始缺陷;利用具有表面缺陷钢筋的疲劳寿命计算公式,结合应力集中系数的影响,预测坑蚀钢筋的疲劳寿命。利用试验数据对模型参数进行回归,分别预测了带有半椭圆形锈坑和三角形锈坑的钢筋的疲劳寿命,疲劳寿命预测值与试验值吻合较好,从而验证了所提出的坑蚀钢筋疲劳寿命预测模型的正确性。

关键词：钢筋混凝土桥梁结构坑蚀钢筋疲劳寿命预测等效表面缺陷应力集中系数裂纹萌生寿命裂纹扩展寿命

偏压荷载与海水干湿作用后钢筋混凝土柱滞回性能及微观结构试验研究

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建筑结构学报 2014年第3期35卷 164-170,177页

作者：沈孛张健耿娇刁波叶英华北京航空航天大学土木工程系北京100191 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

为研究沿海地区在役钢筋混凝土(RC)柱的滞回性能及混凝土的微观结构和氯离子含量,对不同前期偏压荷载(0、0.20、0.35倍峰值偏压荷载)作用下,经历100次海水浸泡与大气环境干湿循环后的RC柱进行低周反复加载试验,并对混凝土的微观结构和... 详细信息

为研究沿海地区在役钢筋混凝土(RC)柱的滞回性能及混凝土的微观结构和氯离子含量,对不同前期偏压荷载(0、0.20、0.35倍峰值偏压荷载)作用下,经历100次海水浸泡与大气环境干湿循环后的RC柱进行低周反复加载试验,并对混凝土的微观结构和氯离子含量进行量测。结果表明:前期偏压荷载作用后RC柱的滞回曲线呈现出明显的不对称。当水平反复加载与前期偏压荷载产生的截面应力分布同向时,其峰值荷载、延性及耗能能力随着前期偏压荷载的增加而降低;当前期偏压荷载为0.35倍柱峰值偏压荷载时,其峰值荷载、延性及耗能能力较前期未受偏压柱试件的降幅较大,分别达到26.1%、22.0%和44.6%;当水平反复加载与前期偏压荷载产生的截面应力分布反向时,各参数变化无明显规律。另外,在距受拉区混凝土表面20 mm和40 mm深度处,前期受偏压柱试件的氯离子含量分别是未受偏压柱试件的4.7倍和1.5倍以上,同时前期受偏压柱试件的受拉区混凝土裂缝数量和宽度明显多于未受偏压柱试件。按照现行混凝土结构设计规范计算截面受弯承载力,由于前期偏压荷载造成的滞回曲线不对称,水平反复荷载与前期偏压荷载产生的截面应力分布同向时,试验值小于计算值。由此可见,前期偏压荷载对RC柱的滞回性能劣化、受拉混凝土的氯离子含量和微观结构均有较大影响,进而缩短结构使用寿命。

关键词：持续偏压荷载海水干湿循环拟静力试验滞回性能氯离子含量微观结构

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基于BIM技术的混凝土截面时效非线性分析

哈尔滨工业大学学报 2012年第8期44卷 106-112页

作者：叶英华刘文鹏刁波北京航空航天大学土木工程系北京100191 中国建筑科学研究院北京100013

分析了现有混凝土截面时效非线性分析的数据需求、算法和数据处理方式的特点,应用面向对象的参数化建模方法建立了描述与表达混凝土截面时效非线性分析信息需求的建筑信息模型(BIM),将考虑环境、荷载和内部因素影响的混凝土耐久性劣化... 详细信息

分析了现有混凝土截面时效非线性分析的数据需求、算法和数据处理方式的特点,应用面向对象的参数化建模方法建立了描述与表达混凝土截面时效非线性分析信息需求的建筑信息模型(BIM),将考虑环境、荷载和内部因素影响的混凝土耐久性劣化理论应用于时效本构关系拟合和截面时效非线性分析,得到截面的内力-变形全过程时效信息模型;开发了基于BIM技术的混凝土截面时效非线性分析软件系统(Non-Linear Analysis System,NLAS),NLAS的实例应用结果表明,采用NLAS系统进行混凝土截面时效非线性分析能够提高分析过程中信息提取、交流和共享效率、减小数据流失和错误,本研究探索的BIM技术在混凝土截面时效非线性分析中的应用方法同样适用于其他建设工程领域.

关键词：建筑信息模型工业基础分类混凝土截面非线性分析混凝土结构耐久性

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超高性能钢纤维混凝土力学性能

交通运输工程学报 2011年第2期11卷 8-13页

作者：杨松霖刁波中国建筑设计研究院北京100044 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

用端部弯折型、端部扁平型和波浪型3种钢纤维分别配制抗压强度大于100 MPa的超高性能纤维混凝土,纤维体积掺率分别为1.0%、2.0%、2.5%和3.0%。通过立方体抗压试验和梁抗弯试验,研究钢纤维形状和体积掺率对超高性能纤维混凝土流动性、抗... 详细信息

用端部弯折型、端部扁平型和波浪型3种钢纤维分别配制抗压强度大于100 MPa的超高性能纤维混凝土,纤维体积掺率分别为1.0%、2.0%、2.5%和3.0%。通过立方体抗压试验和梁抗弯试验,研究钢纤维形状和体积掺率对超高性能纤维混凝土流动性、抗压强度、抗弯强度、断裂能和弯曲韧度的影响。试验结果表明：纤维体积掺率为1.0%-2.5%时,端部扁平型钢纤维超高性能混凝土的抗弯强度、断裂能和弯曲韧度最佳;纤维体积掺率为3.0%时,端部弯折型钢纤维超高性能混凝土的抗弯强度、断裂能和弯曲韧度最佳;纤维体积掺率为2.0%时,端部扁平型钢纤维超高性能混凝土的施工性能和力学性能最佳;纤维体积掺率为1.0%-3.0%时,波浪型钢纤维超高性能混凝土的抗压强度最高,但抗弯强度和断裂能最低。

关键词：超高性能纤维混凝土钢纤维力学性能抗压强度抗弯强度断裂能弯曲韧度

疲劳荷载与海水侵蚀作用下钢筋混凝土梁耐久性试验

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建筑结构学报 2014年第3期35卷 171-177页

作者：刘子键郑晓宁刁波北京航空航天大学交通学院北京100191 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

沿海地区的钢筋混凝土桥梁结构在服役期间,受到疲劳荷载和氯离子侵蚀的综合作用,其使用寿命缩短。为模拟桥梁的实际工作状态,首先对钢筋混凝土梁施加疲劳荷载20万次(疲劳荷载上限分别为0.16 Pu、0.24 Pu、0.32 Pu、0.40 Pu,Pu为梁受弯... 详细信息

沿海地区的钢筋混凝土桥梁结构在服役期间,受到疲劳荷载和氯离子侵蚀的综合作用,其使用寿命缩短。为模拟桥梁的实际工作状态,首先对钢筋混凝土梁施加疲劳荷载20万次(疲劳荷载上限分别为0.16 Pu、0.24 Pu、0.32 Pu、0.40 Pu,Pu为梁受弯极限荷载),然后经历海水浸泡和空气环境干湿循环100 d,最后静力加载获得钢筋混凝土梁受弯承载力。共完成5组10根钢筋混凝土梁试验。研究结果表明:在疲劳荷载上限不大于0.24 Pu时,试件性能劣化不明显;疲劳荷载上限大于0.24 Pu时,梁试件的初始刚度、屈服荷载和极限荷载随着疲劳荷载上限的增大而快速降低;当疲劳荷载上限为0.40 Pu时,梁试件的初始刚度、屈服荷载和极限荷载分别降低51.80%、21.78%、15.07%。

关键词：钢筋混凝土梁疲劳海水侵蚀静力试验耐久性

混合侵蚀与冻融交替作用下持载钢筋混凝土偏压构件试验

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建筑结构学报 2009年第S2期30卷 292-297页

作者：刁波孙洋北京航空航天大学土木工程系北京100191

在役混凝土结构的耐久性衰减是在环境和外荷载同时作用下发生,为了研究环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土偏心受压构件的承载力、刚度和裂缝开展规律,探讨偏压构件的安全耐久性评估方法,采用环境模拟试验技术,对不同持载比例和不同环境作... 详细信息

在役混凝土结构的耐久性衰减是在环境和外荷载同时作用下发生,为了研究环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土偏心受压构件的承载力、刚度和裂缝开展规律,探讨偏压构件的安全耐久性评估方法,采用环境模拟试验技术,对不同持载比例和不同环境作用下偏心受压柱进行了耐久性试验和承载力试验。试验结果表明,混凝土抗压强度降低和钢筋锈蚀是偏压柱承载力下降的主要原因;而持续荷载比例及环境作用对偏压柱体混凝土劣化和钢筋锈蚀率影响显著,因此对偏压柱承载力降低、刚度劣化、裂缝发展具有加速效应。柱的极限承载力随着持续荷载增加而降低,用侵蚀和冻融试验得到的混凝土抗压强度和锈蚀后钢筋的实际面积,以及现行混凝土结构设计规范计算公式计算钢筋混凝土偏心受压柱承载力,计算结果与试验结果吻合较好,为钢筋混凝土构件的抗力衰减评估和寿命预测提供了参考。

关键词：钢筋混凝土柱侵蚀环境冻融循环持续荷载偏心受压承载力

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持续承载钢筋混凝土梁的冻融循环试验

中南大学学报（自然科学版） 2011年第3期42卷 785-790页

作者：刁波孙洋叶英华北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

通过实验室内快速冻融试验,研究钢筋混凝土梁承受不同持续荷载、耦合冻融循环及NaCl和Na2SO4混合侵蚀溶液交替作用下梁的力学性能。研究结果表明:持续荷载明显加速了钢筋混凝土梁的劣化速度,梁的承载能力和变形能力都随持续荷载的增加... 详细信息

通过实验室内快速冻融试验,研究钢筋混凝土梁承受不同持续荷载、耦合冻融循环及NaCl和Na2SO4混合侵蚀溶液交替作用下梁的力学性能。研究结果表明:持续荷载明显加速了钢筋混凝土梁的劣化速度,梁的承载能力和变形能力都随持续荷载的增加而迅速降低;该特性与素混凝土在冻融和侵蚀环境下的特性不同,后者强度降低但极限变形增大。

关键词：冻融循环混合侵蚀环境钢筋混凝土梁持续荷载

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基于空间网格模型分析的体外预应力加固

吉林大学学报（工学版） 2018年第1期48卷 137-147页

作者：马晔尼颖升徐栋刁波交通运输部公路科学研究院北京100088 同济大学土木工程学院上海200092 北京航空航天大学交通学院北京100191

描述了目前变截面连续梁桥、连续刚构桥开裂下挠的现状及病害产生的原因,分析了体外预应力加固此类桥梁的计算分析现状,指出了加固设计中计算所采用单梁模型、平面梁格模型与实体模型的不足,从而引出实用精细化分析方法——空间网格模... 详细信息

描述了目前变截面连续梁桥、连续刚构桥开裂下挠的现状及病害产生的原因,分析了体外预应力加固此类桥梁的计算分析现状,指出了加固设计中计算所采用单梁模型、平面梁格模型与实体模型的不足,从而引出实用精细化分析方法——空间网格模型。通过详细介绍网格模型的原理,分析了网格模型模拟体外束加固连续刚构桥的过程,重点比较了加固前、后关键纵梁的应力改善效果。分析正应力和面内主拉应力发现,加固前、后,每道纵梁的受力状态均得到改善。面内主拉应力是正应力和剪应力的合力,对板件的面内主应力进行主动加固,更能体现出加固效果。

关键词：道路工程体外预应力桥梁加固连续梁空间网格模型主应力