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重复荷载作用下钢筋混凝土锚固端黏结性能试验研究

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建筑结构学报 2012年第9期33卷 127-135页

作者：蒋德稳邱洪兴淮海工学院土木工程学院江苏连云港222005 东南大学土木工程学院江苏南京210096

通过对23个钢筋混凝土试件的静载和重复荷载作用下拔出试验,研究了重复荷载作用下钢筋峰值应变和残余应变、自由端和加载端滑移发展特征,得到了重复荷载作用下黏结应力-滑移滞回曲线变化规律。运用试验测定的钢筋应变,计算了静载和重复... 详细信息

通过对23个钢筋混凝土试件的静载和重复荷载作用下拔出试验,研究了重复荷载作用下钢筋峰值应变和残余应变、自由端和加载端滑移发展特征,得到了重复荷载作用下黏结应力-滑移滞回曲线变化规律。运用试验测定的钢筋应变,计算了静载和重复荷载作用下锚固端黏结应力分布曲线,总结了重复荷载作用下峰值黏结应力、残余黏结应力变化特征,分析了锚固端黏结应力分布机理。研究结果表明:重复荷载作用后黏结强度并不受重复次数影响;重复荷载作用下,自由端、加载端峰值滑移量和残余滑移量发展均符合疲劳破坏的三阶段特征;当滑移量累积到静载作用下破坏时的峰值滑移量时,发生黏结疲劳破坏;随着重复次数的增加,黏结应力沿锚固长度的分布出现明显的双峰现象,最大黏结应力位于距离加载端和自由端约1/4锚固长度位置处。研究结果可为深入研究混凝土结构疲劳性能提供依据。

关键词：钢筋混凝土重复荷载试验疲劳黏结应力滑移

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重复荷载下钢筋与混凝土粘结本构关系

工程力学 2012年第5期29卷 93-100页

作者：蒋德稳邱洪兴淮海工学院土木工程学院连云港222005 东南大学土木工程学院南京210096

重复荷载下粘结滑移本构关系是结构疲劳计算和有限元分析的基本关系之一。该文通过23个试件静载和重复荷载下的拉拔试验对钢筋滑移量、粘结滑移基本关系、粘结应力形状函数、粘结疲劳破坏准则进行了全面深入的研究。首先根据加载端峰值... 详细信息

重复荷载下粘结滑移本构关系是结构疲劳计算和有限元分析的基本关系之一。该文通过23个试件静载和重复荷载下的拉拔试验对钢筋滑移量、粘结滑移基本关系、粘结应力形状函数、粘结疲劳破坏准则进行了全面深入的研究。首先根据加载端峰值滑移量和残余滑移量发展规律得出了计算公式;接着利用粘结滑移变化规律提出了考虑残余滑移、应力水平和循环荷载次数的幂函数形式粘结本构关系;运用沿钢筋埋长范围内应变变化得出了疲劳破坏三阶段粘结应力形状函数;最后基于重复荷载下发生粘结疲劳破坏的条件是滑移量增加到静载下的最大滑移量的基本准则,理论推导了粘结疲劳寿命方程。研究表明:当粘结疲劳没有发生时,重复荷载下极限粘结强度及最大滑移量并不受重复次数的影响。研究结果为理论分析重复荷载下受弯构件裂缝宽度、锚固长度、刚度、塑性铰转动问题等提供了依据和方便。

关键词：本构关系粘结应力滑移重复荷载疲劳钢筋混凝土

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大跨越输电塔线体系风振控制新策略

上海交通大学学报 2014年第12期48卷 1751-1759页

作者：马涌泉邱洪兴东南大学土木工程学院南京210096

为了抑制输电塔线体系的风振并考虑体系动力特性存在的不确定性,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.运用达朗贝尔原理建立了输电塔线耦合体系平面内外振动的受控运动方程,在状态方程的摄动矩阵中引入塔线体系模型的不确定性,运... 详细信息

为了抑制输电塔线体系的风振并考虑体系动力特性存在的不确定性,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.运用达朗贝尔原理建立了输电塔线耦合体系平面内外振动的受控运动方程,在状态方程的摄动矩阵中引入塔线体系模型的不确定性,运用MATLAB的线性矩阵不等式(LMI)工具箱设计了鲁棒H2/H∞的输出反馈控制策略,并结合改进的限幅最优(MCO)控制算法设计了H2/H∞_MCO半主动控制器.以汶河-青云大跨越输电塔线体系为工程背景,分别对其进行在无控制、调谐质量阻尼器+黏弹性阻尼器(TMD+VED)控制、铅芯橡胶阻尼器(LRD)控制、固定增量(FI)控制和H2/H∞_MCO控制下的风振响应数值计算.结果表明:H2/H∞_MCO控制策略对输电塔的位移、加速度和塔底内力的峰值和均方差的减振效果比TMD+VED、LRD及FI控制策略的都要显著.

关键词：输电塔线体系风致振动鲁棒H2/H∞控制线性矩阵不等式半主动控制

钢-BFRP复合筋混凝土柱试验与骨架曲线模型研究

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振动．测试与诊断 2018年第6期38卷 1205-1210,1295页

作者：肖同亮邱洪兴南京工程学院建筑工程学院南京211167 南京工程学院结构工程研究所南京211167 东南大学土木工程学院南京210096

为了研究钢-玄武岩纤维(basalt fiber reinforced polymer,简称BFRP)复合筋混凝土柱的抗震性能,以复合筋的纤维含量(等效配筋率)为主要参数,开展了4个钢筋与复合筋混凝土柱的抗震性能试验。试验结果表明,随着复合筋二次刚度比的提高,构... 详细信息

为了研究钢-玄武岩纤维(basalt fiber reinforced polymer,简称BFRP)复合筋混凝土柱的抗震性能,以复合筋的纤维含量(等效配筋率)为主要参数,开展了4个钢筋与复合筋混凝土柱的抗震性能试验。试验结果表明,随着复合筋二次刚度比的提高,构件承载力也有明显提高,构件具有较为显著的屈服后刚度。在试验基础上提出了钢-BFRP复合筋混凝土柱骨架曲线理论模型,建立了骨架曲线特征点参数与结构特性之间的解析关系,该表达式能够综合考虑矩形构件截面尺寸、轴压比和复合筋本构关系及配筋情况等参数影响。该模型与试验结果吻合较好,对普通钢筋混凝土柱也具有较好的预测性,说明该理论模型具有一定的实用性和精确性,可实现利用杆系模型开展结构层次的建模,供混凝土框架结构非线性分析参考。

关键词：钢-玄武岩纤维复合筋混凝土柱骨架曲线模型抗震性能

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现浇楼板对混凝土框架结构耗能分布的影响

振动．测试与诊断 2017年第4期37卷 750-755页

作者：肖同亮刘如驰邱洪兴南京工程学院建筑工程学院南京211167 南京市建筑设计研究院有限责任公司南京210005 东南大学土木工程学院南京210096

为了研究现浇楼板对混凝土框架结构各构件滞回耗能分布的影响,基于多弹簧杆单元分别建立了矩形梁、考虑梁刚度、强度增强效应的矩形梁以及考虑楼板翼缘的T形梁共4个多层框架结构计算模型,进行了8度罕遇地震作用下结构滞回耗能分布比较... 详细信息

为了研究现浇楼板对混凝土框架结构各构件滞回耗能分布的影响,基于多弹簧杆单元分别建立了矩形梁、考虑梁刚度、强度增强效应的矩形梁以及考虑楼板翼缘的T形梁共4个多层框架结构计算模型,进行了8度罕遇地震作用下结构滞回耗能分布比较分析。计算结果表明:梁强度增大使结构总滞回耗能增加,而梁耗能占总耗能的比例有所下降;梁刚度增大使得结构总滞回耗能略有增加,梁耗能占总耗能比例也有所上升。考虑楼板翼缘作用的T形梁对结构滞回耗能沿层分布、各层梁柱构件之间分布的影响主要体现在梁强度的增大,梁刚度的增大则会使滞回耗能分布产生突变,框架内梁滞回耗能小于外梁而边柱滞回耗能小于中柱。塑性铰的演化过程体现了结构耗能的转移过程,楼板翼缘作用可使结构由"梁铰机制"转为按"柱铰机制"破坏,这说明了楼板翼缘作用对于结构耗能分布的影响不可忽略。

关键词：钢筋混凝土框架抗震性能塑性铰现浇楼板滞回耗能

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对跨海桥梁震浪响应的半主动控制策略

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第4期42卷 116-121页

作者：马涌泉邱洪兴东南大学土木工程学院南京210096

建立了桥梁震浪响应的磁流变液阻尼器(MRD)控制方程,首先将MRD在下一时刻的出力预测值作为半主动控制系统的限界约束,并构造适合MRD的剪切型最优(CO)半主动控制目标函数;然后基于精细积分法把MRD半主动控制策略等效为一列在附加限界约... 详细信息

建立了桥梁震浪响应的磁流变液阻尼器(MRD)控制方程,首先将MRD在下一时刻的出力预测值作为半主动控制系统的限界约束,并构造适合MRD的剪切型最优(CO)半主动控制目标函数;然后基于精细积分法把MRD半主动控制策略等效为一列在附加限界约束内使目标函数取最小值的方程组;最后利用可靠区理论求解方程组得到MRD的半主动控制力.以一座三跨跨海公路连续梁桥为工程背景,分别对其在未控制、TRIO半主动控制、CO半主动控制和线性二次型最优(LQR)主动控制下的各评价指标进行了数值计算.结果表明:提出的TRIO半主动控制策略在降低桥梁震浪响应方面比传统的CO半主动控制的效果显著;TRIO半主动控制的MRD控制力峰值逼近LQR主动控制的,对外界能源的利用率比LQR策略的要高得多.

关键词：振动控制公路桥梁磁流变液可靠区理论精细积分法震浪响应

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基于损伤力学的混凝土疲劳损伤模型

东南大学学报（自然科学版） 2006年第4期36卷 605-608页

作者：潘华邱洪兴东南大学土木工程学院南京210096

为了研究混凝土在疲劳荷载作用下力学性能不断劣化过程,从连续介质损伤力学的基本理论出发,根据混凝土的材料性能选定合理的耗散势函数,用残余应变来定义混凝土的损伤量,得到关于残余应变的损伤变量表达式;分析混凝土疲劳损伤的发展规律... 详细信息

为了研究混凝土在疲劳荷载作用下力学性能不断劣化过程,从连续介质损伤力学的基本理论出发,根据混凝土的材料性能选定合理的耗散势函数,用残余应变来定义混凝土的损伤量,得到关于残余应变的损伤变量表达式;分析混凝土疲劳损伤的发展规律,选用合适的混凝土微塑性应变方程,推导混凝土在疲劳荷载下的损伤发展率,得到混凝土损伤变量与疲劳次数的关系,从而建立混凝土疲劳损伤模型;利用疲劳实验数据验证模型形式的正确性,并确定模型的参数;由此建立耦合损伤变量的混凝土本构关系模型,可用于疲劳荷载作用下混凝土的有限元分析.

关键词：混凝土损伤力学疲劳损伤耗散势

一种抑制铁路桥梁地震反应的半主动控制新策略

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中国石油大学学报（自然科学版） 2015年第2期39卷 111-118页

作者：马涌泉邱洪兴东南大学土木工程学院江苏南京210096

为了有效降低桥梁在震后出现的较大梁体及支座位移,提出变论域自适应模糊分散(VAFD)控制策略。首先设计出可以调节模糊控制策略的输入和输出变量论域的变论域自适应模糊(VAF)主动控制器;然后将改进的剪切最优(MCO)半主动控制算法整合到... 详细信息

为了有效降低桥梁在震后出现的较大梁体及支座位移,提出变论域自适应模糊分散(VAFD)控制策略。首先设计出可以调节模糊控制策略的输入和输出变量论域的变论域自适应模糊(VAF)主动控制器;然后将改进的剪切最优(MCO)半主动控制算法整合到VAF控制器中,并结合分散控制策略设计出VAFD/MCO半主动控制器;最后以一座铅芯橡胶支座隔震铁路桥梁为算例,分别对其在无控制、Passive-on、VAFD/MCO、AFD/MCO和VAFG/MCO控制下的评价指标进行仿真计算。结果表明:VAFD/MCO策略的减震效果比Passive-on、AFD/MCO及VAFG/MCO策略的好;VAFD/MCO策略不占用计算资源,可用于实时振动控制。

关键词：振动控制铁路桥梁地震反应变论域自适应模糊控制鲁棒性

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拔出型试验钢筋与混凝土间滑移量的简化解法

东南大学学报（自然科学版） 2009年第4期39卷 830-834页

作者：蒋德稳邱洪兴东南大学混凝土及预应力混凝土教育部重点实验室南京210096

为了求解钢筋与混凝土间滑移量,对黏结滑移基本方程进行了分析,导出了黏结应力-局部滑移相互关系的二阶微分方程.分别运用幂函数和线性局部黏结应力滑移本构关系,得出了黏结应力τ、滑移s、钢筋应变εs、混凝土应变εc的一般解.基于立... 详细信息

为了求解钢筋与混凝土间滑移量,对黏结滑移基本方程进行了分析,导出了黏结应力-局部滑移相互关系的二阶微分方程.分别运用幂函数和线性局部黏结应力滑移本构关系,得出了黏结应力τ、滑移s、钢筋应变εs、混凝土应变εc的一般解.基于立方体拔出试验(GB50152—92)的边界条件,得出了特解及其适用条件.分析发现:现有混凝土结构设计规范(GB50010—2002)规定的锚固长度Ld低于闭合解临界长度Lth;基于幂函数本构关系只能得出复杂的级数形式解;基于线性局部黏结本构关系却可以得出较简单的闭合解,通过该闭合解可方便地估算钢筋各点滑移量s(x).试验结果验证了公式的适用性和基于线性本构关系求解最大滑移量的正确性.

关键词：黏结应力滑移钢筋混凝土