考慮界面非連續變形的鋼：混凝土組合梁橋數值模擬分析（簡體書）

本書圍繞鋼-混組合梁橋界面非連續變形的關鍵問題，對考慮非連續變形的組合結構數值模擬進行了研究分析。通過採用粘聚區域模型模擬鋼與混凝土之間界面的滑移與張開脫離，建立了組合結構的推出試驗三維數值分析模型，對界面間剪切滑移及沿界面法向張開位移分佈進行分析，並推導了剪力連接件抗剪剛度的理論計算公式。採用基於強化有限元的無厚度CZM單元，分析了拔出過程連續-非連續變形的破壞形態及拔出過程荷載-位移曲線。然後建立了考慮界面間粘聚力和摩擦力的影響組合結構橋樑受力性能分析模型，並對剪力釘的受力狀態進行計算。最後採用物理區域與單元網格相獨立的策略，建立考慮界面滑移組合梁的三維強化有限元分析模型，並應用於港珠澳大橋實際工程組合梁橋結構的計算分析。

林建平，男，1985年8月出生。漢族，福建廈門人，工學博士，副教授、碩士生導師。本科畢業于四川大學，于浙江大學碩博連讀並獲博士學位，博士畢業後至香港城市大學訪學。研究方向包括鋼-混凝土組合結構、FRP結構加固修復、複雜橋樑結構分析計算、橋樑施工監控及檢測。主持國家自然科學基金項目、福建省自然科學基金項目、華僑大學高層次人才科研啟動費項目等的研究工作。研究成果在Journal of Bridge Engineering、Journal Of Composites for Construction、Construction and Building Materins等國際知名學術期刊及《工程力學》《哈爾濱工業大學學報》《橋樑建設》《計算力學學報》等國內期刊發表。

第1章 緒論
1.1 概述
1.2 組合梁結構及其界面問題
1.3 組合梁結構考慮界面滑移的研究現狀
1.3.1 規範設計方法
1.3.2 組合梁結構的試驗研究
1.3.3 組合梁的解析計算
1.3.4 組合梁橋結構的數值模擬研究
本章參考文獻
第2章 界面問題及黏聚區域模型
2.1 引言
2.2 非連續變形問題的力學描述
2.3 CZM理論介紹
2.4 基於ABAQUS無厚度界面黏聚單元開發
2.4.1 平面無厚度黏聚力界面單元
2.4.2 三維無厚度黏聚力界面單元
2.4.3 黏聚力界面單元計算流程
2.5 方法應用――石拱橋承載力計算
2.5.1 石拱橋接縫的本構描述
2.5.2 計算結果分析
2.6 本章小結
本章參考文獻
第3章 鋼-混組合結構界面剛度的數值模擬及理論推導
3.1 引言
3.2 鋼-混凝土之間界面的模擬
3.3 模擬推出試驗的有限元模型
3.3.1 推出模型幾何參數
3.3.2 材料參數
3.3.3 有限元模型
3.4 推出試驗的數值模擬結果分析
3.4.1 剪力連接件的抗剪承載力和抗剪剛度
3.4.2 栓釘根部與周圍混凝土的分離量
3.4.3 混凝土板與鋼翼緣板之間界面的法向張開變形
3.4.4 混凝土板與鋼翼緣板之間界面的滑移分佈
3.4.5 塑性狀態分佈
3.5 剪力連接件等效剛度的理論推導
3.5.1 規範及文獻計算方法
3.5.2 等效剛度的理論推導
3.5.3 等效抗剪剛度理論推導的驗證
3.6 本章小結
本章參考文獻
第4章 基於強化有限元的組合梁橋栓釘拔出的數值模擬
4.1 引言
4.2 混凝板裂紋擴展問題
4.3 基於強化有限單元的CZM單元
4.4 數值模型介紹
4.5 數值模擬結果分析
4.6 本章小結
本章參考文獻
第5章 基於CZM模型的連續組合梁界面滑移及剪力連接件受力分析
5.1 引言
5.2 考慮摩擦黏聚力的黏聚區域模型
5.3 算例分析模型
5.4 數值計算模型
5.5 計算結果及討論
5.5.1 結構整體變形
5.5.2 界面非連續變形
5.5.3 界面應力分佈
5.5.4 剪力連接件受力
5.6 本章小結
本章參考文獻
第6章 基於強化有限元的組合梁界面非線性效應模擬
6.1 引言
6.2 三維強化有限單元法
6.3 鋼-混凝土界面的模擬
6.4 數值驗證
6.4.1 算例1――矩形截面組合梁
6.4.2 算例2――工字鋼-混凝土板組合梁
6.4.3 算例3――鋼槽梁混凝土板組合連續梁
6.5 本章小結
本章參考文獻
第7章 考慮界面滑移的強化有限元在港珠澳大橋工程中的應用
7.1 引言
7.2 工程概況介紹
7.2.1 鋼主樑
7.2.2 混凝土板
7.3 有限元模型
7.4 二期恒載作用下的計算
7.4.1 撓度計算結果
7.4.2 界面滑移計算結果
7.4.3 鋼樑底緣應力計算結果
7.4.4 混凝土板應力計算結果
7.5 車輛活載作用下的計算
7.5.1 撓度計算結果
7.5.2 界面滑移計算結果
7.5.3 鋼樑底緣應力計算結果
7.5.4 混凝土板應力計算結果
7.6 本章小結
本章參考文獻