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高强钢筋高强混凝土预应力梁短期刚度试验研究

作　者: 闫丽萍
导　师: 叶献国
学　校: 合肥工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 高强钢筋 高强混凝土 预应力 刚度 挠度 有限元分析
分类号: TU378.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着经济的进步和可持续化的发展，高强钢筋、高强混凝土以及预应力技术在现代建筑工程领域里的应用越来越广泛。高强钢筋高强混凝土预应力梁是在同时配置高强度等级混凝土和高强度等级钢筋的基础上采用预应力技术的一种受弯构件，它综合了预应力混凝土结构和高强钢筋混凝土结构的优点，具有更好的力学性能，有了越来越广泛的应用前景。材料强度的提高可以有效的减小构件截面尺寸、节约材料资源、降低造价，但同时也应该看到，高强构件由于截面尺寸的减小，在承载力满足要求的情况下，有可能会出现挠度变形等正常使用功能不满足要求的缺陷，制约高强材料性能的充分发挥，这使得刚度成为高强钢筋高强混凝土应用进程中有待进一步研究的对象。本文对12根高强钢筋高强混凝土预应力梁进行了两点集中荷载作用下的抗弯性能试验研究，对试验结果及数据进行处理，分析了不同影响因素下（换算配筋率、混凝土强度等级）的梁跨中挠度及短期刚度；并分别用中美两国混凝土规范刚度计算公式对梁短期刚度进行了计算，通过规范计算结果与试验结果的对比，分析了两种规范刚度计算公式对于高强钢筋高强混凝土预应力梁的适用性。为了进一步对理论计算结果与试验结果综合分析，运用ABAQUS有限元分析软件对12根试件梁的受弯性能试验进行了模拟，模拟结果与试验结果吻合较好。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 引言  13-14
  1.2 课题背景  14-17
    1.2.1 高强钢筋的应用现状  14
    1.2.2 高强混凝土的应用现状  14-16
    1.2.3 预应力混凝土技术的发展概况  16-17
  1.3 高强钢筋高强混凝土预应力梁刚度的研究现状  17-19
    1.3.1 国内高强钢筋高强混凝土预应力梁刚度研究  17-18
    1.3.2 国外高强钢筋高强混凝土预应力梁刚度研究  18-19
  1.4 主要研究思路和研究意义  19-21
第二章 试件梁的试验方案及结果分析  21-35
  2.1 试验目的  21
  2.2 试验概况  21-25
    2.2.1 试件设计  21-22
    2.2.2 试验材料力学性能  22-24
    2.2.3 加载及量测方案  24-25
  2.3 试验结果分析  25-29
    2.3.1 平截面假定的验证  25-26
    2.3.2 试验梁跨中挠度分析  26-29
  2.4 短期刚度影响因素分析  29-33
    2.4.1 换算配筋率的影响  29-31
    2.4.2 混凝土强度的影响  31-33
  2.5 本章小结  33-35
第三章 混凝土梁刚度计算方法分析  35-48
  3.1 概述  35-40
    3.1.1 混凝土梁刚度计算方法简介  35-36
    3.1.2 双直线法  36-37
    3.1.3 有效惯性矩法  37-40
  3.2 中美规范刚度计算公式  40-43
    3.2.1 我国规范 GB50010-2010  40-41
    3.2.2 美国规范 ACI318-08  41-43
  3.3 中美规范短期刚度计算结果对比分析  43-47
  3.4 本章小结  47-48
第四章 试件梁的 ABAQUS 有限元模拟分析  48-77
  4.1 ABAQUS 有限元软件介绍  48-49
  4.2 ABAQUS 有限元分析的基本理论  49-53
    4.2.1 混凝土损伤塑性模型理论  49-50
    4.2.2 在 ABAQUS 中定义塑性  50-51
    4.2.3 屈服条件  51-52
    4.2.4 流动法则  52-53
  4.3 钢筋混凝土梁有限元模型的建立  53-61
    4.3.1 模型的选取  53-54
    4.3.2 单元的选取  54
    4.3.3 本构关系  54-58
    4.3.4 定义荷载与边界条件  58-59
    4.3.5 网格划分  59-61
  4.4 试验梁有限元结果及对比  61-76
    4.4.1 应力云图  61-73
    4.4.2 荷载挠度曲线  73-76
  4.5 本章小结  76-77
第五章 结论及展望  77-79
  5.1 结论  77-78
  5.2 展望  78-79
参考文献  79-82

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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 > 预应力钢筋混凝土结构 > 梁
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