具裂紋預(yù)應(yīng)力混凝土梁的有限元分析.pdf

1、鋼筋混凝土非線性有限元分析是結(jié)構(gòu)分析的重要研究方向，它能夠比較準(zhǔn)確的分析工程中許多大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的受力性能，能夠描述裂縫的形成和發(fā)展，以及結(jié)構(gòu)的破壞過程及其形態(tài)，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的極限承載能力和可靠度做出評估，能夠揭示出結(jié)構(gòu)的薄弱部位和環(huán)節(jié)，以利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。對實(shí)際工程的分析、設(shè)計及施工具有重要的指導(dǎo)意義。本文基于工程有限元軟件ansys建立了三維鋼筋混凝土非線性有限元模型，對分析中所設(shè)計到的本構(gòu)關(guān)系、有限元建模、裂縫模型等進(jìn)行了較全面的研究

2、，對不同載荷作用下和預(yù)應(yīng)力作用下的鋼筋混凝土箱梁的應(yīng)力位移和裂縫做了全面的研究。通過不同情形的對比研究和不同參數(shù)情形下的計算，得到了些有意義的結(jié)論。論文的主要研究工作如下：
　　 第一章中通過查閱大量文獻(xiàn)，并結(jié)合工程實(shí)際，回顧和討論了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的開裂研究。首先討論了混凝土梁的廣泛應(yīng)用，然后分析了混凝土結(jié)構(gòu)的損傷以及混凝土梁裂紋產(chǎn)生的原因，由此討論了混凝土梁裂紋的控制與處理方法以及裂紋的控制和處理，最后總結(jié)了混凝土裂紋的研究現(xiàn)

3、狀與進(jìn)展。
　　 第二章首先介紹了材料的有限單元法；然后就結(jié)構(gòu)模型中的幾個重要問題進(jìn)行了介紹和對比，從而確定本論文所需采取的模型，即：材料本構(gòu)關(guān)系模型和破壞準(zhǔn)則。介紹了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析中一般的本構(gòu)關(guān)系模型以及常用的破壞準(zhǔn)則，并通過對比各種不同的非線性材料模型，分析其各自適用的情形和以及模型的優(yōu)劣，從而確定本論文中混凝土的本構(gòu)關(guān)系采用非線性彈性全量式本構(gòu)關(guān)系Ottosen模型；最后介紹了本論文擬采用的鋼筋本構(gòu)模型和材料模型

4、。
　　 第三章中主要進(jìn)行了有限元分析模型與單元選擇的介紹和數(shù)值算例的計算。在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析時，考慮到其是由兩種不同性質(zhì)材料所組成，必須選擇合適的有限元模型才可以計算研究，本章提出了用帶鋼筋薄膜的八節(jié)點(diǎn)六面體單元來求解鋼筋混凝土梁，并推導(dǎo)了其剛度矩陣。
　　 第四章中采用整體式的鋼筋混凝土建模方法，利用彌散性的裂紋分析手段，基于工程商業(yè)有限元軟件ANSYS建立了鋼筋混凝土箱梁模型，并通過不同的加載參數(shù)，分

5、析了鋼筋混凝土在外加載作用下的應(yīng)力和位移水平，分析了其開裂和壓碎裂紋形式。
　　 第五章中主要進(jìn)行了對鋼筋混凝土施加溫度預(yù)應(yīng)力后結(jié)構(gòu)的非線性有限元模擬。無論是在施工期還是在運(yùn)行期，混凝土建筑物受外界溫度條件的影響是很大的。由于混凝土彈性模量隨著齡期而變化，以及混凝土結(jié)構(gòu)溫度分布的不均勻性和復(fù)雜性，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中溫度效應(yīng)(主要有溫度應(yīng)力和溫度變形)的產(chǎn)生。本章主要通過施加鋼筋預(yù)應(yīng)力和混凝土預(yù)應(yīng)力，分析了預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在外載