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混凝土板抗冲切性能的研究与分析

作　者: 张正雨
导　师: 陈鸣；金伟良
学　校: 浙江大学
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土板冲切承载力 ANSYS 非线性有限元模拟分析
分类号: TU375.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 277次
引　用: 17次
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内容摘要

随着混凝土平板结构体系越来越广泛地应用于各类工程中,其自身的受力特点也得到了人们的关注。对于平板结构,如果设计不合理,都有可能发生冲切破坏。由于冲切破坏是带有一定无征兆的脆性破坏,其破坏机理的复杂性导致抗冲切设计的问题一直难以得到圆满解决。因此对于其受力性能的深入了解,显得非常必要。本文在已有研究工作的基础上对混凝土板的冲切承载能力进行了理论分析,并结合有限元软件针对冲切承载力的影响因素进行模拟和分析工作。首先本文介绍了混凝土板冲切破坏的概念,以及与其它类型板柱破坏的区别。并总结分析了影响混凝土冲切承载能力的主要因素。主要包括:加载面积和形状、混凝土强度、混凝土的组成、冲跨比及板厚、荷载作用位置、抗弯钢筋的配筋率、抗冲切钢筋以及比例效应。其中,对于轴对称混凝土板,抗弯钢筋的配筋率、抗冲切钢筋的位置都决定着混凝土板冲切破坏的形态。对于非轴对称混凝土板,影响其冲切破坏形态的因素主要是荷载的作用位置。其次,本文分析了混凝土板中抗弯钢筋对混凝土板破坏形态以及承载力的影响。研究结果表明,塑性区内的抗弯钢筋只有其销栓力提供了抗冲切能力,而其拉应力在冲切瞬间并不耗散能量,不提供抗冲切能力。本文还利用塑性绞线理论,得出混凝土板得抗弯承载力公式。结合Ottosen四参数混凝土破坏准则,并考虑抗弯钢筋的销栓作用,推导出混凝土板的冲切承载力公式,并总结出混凝土板破坏类型的判断方法。最后,本文采用ANSYS通用有限元软件作为分析工具,结合国内外的试验,对混凝土板进行了抗冲切性能的非线性有限元计算分析,分别得出了冲切承载力、裂缝形式、裂缝出现位置以及开展情况,与试验情况比较吻合,说明采用上述理论,运用有限元手段对钢筋混凝土结构进行非线性有限元分析、模拟裂缝情况是可行的。本文在混凝土板冲切承载力的理论分析、影响参数的有限元模拟分析方面进行了探索和实践,希望能更有效地解决混凝土板的冲切问题,使平板结构能更好地应用到实际工程中去。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章绪论  8-21
  §1.1 研究背景及意义  8-10
  §1.2 混凝土板冲切承载力的研究概况  10-16
  §1.3 混凝土板抗冲切措施的研究概况  16-20
  §1.4 本文的主要工作  20-21
第二章混凝土板冲切破坏的基本理论  21-32
  §2.1 引言  21
  §2.2 冲切破坏的概念  21-22
  §2.3 冲切破坏的机理和形态  22-26
  §2.4 影响冲切承载力的因素  26-31
  §2.5 小结  31-32
第三章混凝土板冲切及弯曲承载力的理论计算  32-55
  §3.1 引言  32-33
  §3.2 弯曲承载力的理论计算  33-37
  §3.3 冲切承载力的理论计算  37-49
  §3.4 破坏形态的判断  49-50
  §3.5 与相关试验结果的比较分析  50
  §3.6 小结  50-55
第四章混凝土板抗冲切性能的非线性有限元分析  55-76
  §4.1 引言  55
  §4.2 有限单元法的基本理论  55-57
  §4.3 有限单元法在混凝土结构中的应用  57-62
  §4.4 混凝土板冲切性能的有限元模拟  62-68
  §4.5 有限元计算结果及参数影响分析  68-75
  §4.6 小结  75-76
第五章结论及展望  76-78
参考文献  78-82
致谢  82

混凝土板抗冲切性能的研究与分析

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