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500MPa级细晶粒钢筋混凝土梁抗剪性能研究

作　者: 喻敏波
导　师: 王全凤
学　校: 华侨大学
专　业: 结构工程
关键词: 细晶粒钢筋 抗剪承载力 斜裂缝宽度 有限元分析
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


作为一种强度高、延性好的新型钢筋,HRBF500级钢筋在国外已得到广泛应用,但我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中尚未列入。为在我国工程领域中推广应用HRBF500级钢筋提供设计参考,本文开展了HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗剪性能的试验研究,同时进行了数值模拟分析。通过3根集中荷载下高强箍筋混凝土梁的抗剪破坏试验,分析了500MPa级细晶粒箍筋(HRBF500)混凝土梁斜截面的抗剪承载力和使用阶段的斜裂缝宽度,以及细晶粒高强箍筋和剪跨比对梁抗剪承载力和斜裂缝宽度的影响。试验表明,配置HRBF500箍筋梁受力性能与普通钢筋混凝土梁相比可以明显提高抗剪承载力,但对斜裂缝宽度的影响不大。随着剪跨比的增大,梁抗剪承载力下降,斜裂缝宽度加大。HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗剪性能试验研究表明,HRBF500级钢筋混凝土试件抗剪性能与普通钢筋混凝土试件相似。抗剪构件可按现行《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中的承载力计算公式计算。由于HRBF500级钢筋在正常使用极限状态下的工作应力较大,建议在设计中加强对HRBF500级钢筋混凝土抗剪构件进行斜裂缝宽度验算。本文在试验基础上,建立HRBF500级钢筋混凝土简支梁抗剪有限元分析模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟试验全过程,同时将数值分析结果和试验结果进行了比较分析。结果表明,数值分析与试验结果吻合较好。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 概述  10-12
    1.1.1 混凝土结构用钢筋应用现状  10-11
    1.1.2 混凝土结构对钢筋的要求  11-12
  1.2 高强钢筋在混凝土结构中的应用  12-13
    1.2.1 细晶钢筋生产工艺及表示方法  12-13
    1.2.2 细晶钢筋的应用前景  13
  1.3 高强钢筋混凝土构件抗剪性能研究现状  13-15
  1.4 全面推广应用高强钢筋和高性能混凝土的意义  15-17
  1.5 本文研究目的和内容  17-19
    1.5.1 研究目的  17-18
    1.5.2 研究内容  18-19
  参考文献  19-20
第2章 500MPa 级细晶粒钢筋混凝土简支梁试验  20-30
  2.1 试验材料  20-21
    2.1.1 钢筋  20
    2.1.2 混凝土  20-21
  2.2 试件设计及制作  21-24
    2.2.1 试验概况  21
    2.2.2 试件简图及设计参数  21-22
    2.2.3 试验梁制作过程  22-24
  2.3 试验加载及量测方案  24-28
    2.3.1 加载装置  24-25
    2.3.2 加载制度  25
    2.3.3 量测方案  25-28
    2.3.4 量测仪器  28
  2.4 本章小结  28-29
  参考文献  29-30
第3章 500MPa 级细晶粒钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究  30-52
  3.1 钢筋混凝土梁的剪力传递机理及分析方法  30-33
    3.1.1 钢筋混凝土梁剪力传递机理  30-31
    3.1.2 钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型和方法  31-32
    3.1.3 影响钢筋混凝土梁抗剪承载力的主要因素  32-33
  3.2 国内外各规范斜截面承载力公式及斜裂缝宽度计算方法  33-36
    3.2.1 各国规范公式及适用条件  33-34
    3.2.2 国内外计算斜裂缝宽度的方法  34-36
  3.3 高强钢筋混凝土梁抗剪试验过程  36-43
    3.3.1 试验加载过程  36-37
    3.3.2 试验现象描述  37-43
  3.4 高强钢筋混凝土梁抗剪试验结果  43-50
    3.4.1 试验梁抗剪承载力分析  43-45
    3.4.2 试验梁斜裂缝宽度分析  45-47
    3.4.3 试验梁使用阶段斜裂缝宽度限值分析  47-48
    3.4.4 试验梁变形性能分析  48-50
  3.5 本章小结  50-51
  参考文献  51-52
第4章 钢筋混凝土简支梁非线性有限元分析  52-72
  4.1 概述  52-54
    4.1.1 钢筋混凝土研究中的有限元方法  52-53
    4.1.2 钢筋混凝土研究中有限元方法基本理论  53-54
  4.2 钢筋混凝土非线性分析在 ANSYS 中的实现  54-70
    4.2.1 钢筋混凝土有限元模型影响因素及方式  55-56
    4.2.2 钢筋混凝土有限元模型的建立  56-59
    4.2.3 钢筋混凝土简支梁有限元模型  59-61
    4.2.4 钢筋混凝土简支梁有限元模型计算结果与分析  61-70
  4.3 本章小结  70-71
  参考文献  71-72
第5章 结论与展望  72-74
  5.1 主要结论  72
  5.2 展望  72-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 梁
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