学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高强箍筋混凝土梁受剪性能研究及有限元分析

作　者: 李进
导　师: 史庆轩
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 高强箍筋斜截面抗剪承载力桁架-拱有限元分析
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 160次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

高强钢筋强度高、性能稳定,能有效减轻建筑物自重并提高资源利用率,在国外已得到广泛的应用。随着《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的颁布和实施,HRB400(新Ⅲ级钢)级钢筋已经作为主导钢筋推广并应用于工程结构。然而我国对于高强度钢筋作为抗剪箍筋的研究才刚刚起步,缺乏试验资料,对于依靠试验资料经统计分析法确定的抗剪承载力公式,可能会出现计算承载力不满足高强箍筋混凝土梁抗剪承载力的情况,因此有必要对高强箍筋混凝土梁的试验资料进行收集、整理和分析,从而对抗剪承载力计算公式有所改进和完善。本文统计了335根无腹筋梁和104根高强箍筋有腹筋梁的试验数据,并对影响梁抗剪极限承载力的因素,如剪跨比(跨高比)、混凝土强度等级、纵筋配筋率、箍筋强度、截面高度等进行了分析,并总结了其中的规律。根据国内外相关文献,提出了修正的变角桁架-拱模型,该模型考虑了混凝土的软化现象、拱体效应等因素。利用统计的试验数据,结合桁架-拱模型,提出了基于模型改进的集中荷载作用下,高强箍筋混凝土梁极限抗剪承载力的计算公式。经验算,该计算公式能较好地符合试验结果,可以作为梁抗剪承载力计算的预测公式。利用统计的试验数据,提出了集中荷载作用下高强箍筋混凝土简支梁的建议计算公式。为了证明该公式的普遍性,用此公式的计算值,与试验结果、我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)及美国规范(ACI318M-05)的计算值进行了对比分析,结果表明,我国规范计算的承载力值较高,偏于不安全,美国规范的计算值则偏小,偏于保守,建议公式的计算值则介于二者之间,可以定量的计算高强箍筋混凝土梁的抗剪承载力。对试验中的高强箍筋筋混凝土梁用ANSYS进行了非线性有限元分析,对数值分析结果和试验结果进行了比较,结果表明,分析结果与试验结果吻合较好。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章概述  8-19
  1.1 引言  8-9
  1.2 高强钢筋在国内外的使用现状  9-10
  1.3 钢筋混凝土构件受剪承载力计算理论的研究概况  10-17
    1.3.1 数理统计方法(试验回归法)  10
    1.3.2 极限平衡法  10-11
    1.3.3 桁架模拟理论  11-16
    1.3.4 塑性理论分析法  16
    1.3.5 非线性有限元分析法  16-17
  1.4 现行规范方法中的受剪承载力计算方法概况  17-18
  1.5 本论文的主要研究内容  18-19
第2章钢筋混凝土梁的受剪性能及试验数据分析  19-33
  2.1 引言  19
  2.2 高强箍筋混凝土梁的受剪性能  19-21
    2.2.1 形成斜裂缝以后高强箍筋混凝土梁的工作状况  19-20
    2.2.2 高强箍筋混凝土梁的破坏形态  20-21
    2.2.3 同等配筋率下高强箍筋混凝土梁和普通箍筋混凝土梁的比较  21
  2.3 国内外试验数据的整理与分析  21-23
    2.3.1 试验方案及基本参数  22
    2.3.2 材料强度之间的换算关系  22-23
  2.4 无腹筋梁受剪承载力及其影响因素分析  23-26
    2.4.1 试验数据的整理和分析  23-24
    2.4.2 无腹筋梁受剪承载力及其影响因素分析  24-26
  2.5 高强箍筋混凝土梁受剪承载力及其影响因素分析  26-31
    2.5.1 试验数据的搜集整理  26-28
    2.5.2 高强箍筋混凝土梁受剪承载力及其影响因素分析  28-31
  2.6 小结  31-33
第3章高强箍筋混凝土梁斜截面承载力计算  33-51
  3.1 引言  33
  3.2 受剪承载力计算模型  33-44
    3.2.1 基本假定  33-34
    3.2.2 桁架-拱模型的剪切受力分析  34-44
  3.3 高强箍筋混凝土梁受剪承载力实用公式  44-50
    3.3.1 无腹筋梁的抗剪承载力  44-45
    3.3.2 高强箍筋混凝土梁受剪承载力公式的提出  45-46
    3.3.3 与规范(GB 50010-2002)抗剪承载力公式的对比  46
    3.3.4 与美国ACI 318M-05规范中抗剪承载力公式的对比  46-50
  3.4 本章小结  50-51
第4章高强箍筋混凝土梁非线性有限元分析  51-66
  4.1 概述  51
  4.2 钢筋混凝土非线性分析在ANSYS中的实现  51-59
    4.2.1 钢筋混凝土有限元模型  51-53
    4.2.2 有限元模型的选取  53
    4.2.3 材料本构关系的选取  53-55
    4.2.4 破坏准则  55-56
    4.2.5 混凝土的开裂模拟  56-57
    4.2.6 ANSYS模拟钢筋混凝土的材料单元  57-59
  4.3 基于ANSYS的高强箍筋混凝土梁有限元分析  59-64
    4.3.1 试验试件和基本参数  59-60
    4.3.2 计算模型  60-61
    4.3.3 ANSYG的计算结果  61-64
  4.4 有限元结果与试验结果的对比  64-65
    4.4.1 极限荷载的对比分析  64
    4.4.2 挠度值的比较  64-65
  4.5 本章小结  65-66
第五章结论和建议  66-68
  5.1 结论  66-67
  5.2 建议  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
附表1 无腹筋混凝土梁受剪试验数据  72-81
附表2 高强箍筋混凝土梁受剪试验数据  81-85

高强箍筋混凝土梁受剪性能研究及有限元分析

内容摘要

全文目录

相似论文