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1、鋼筋混凝土材料的應(yīng)力-應(yīng)變非線性以及混凝土開裂是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要非線性反應(yīng)之一。本文以南水北調(diào)天津干線大型輸水鋼筋混凝土箱涵為工程背景,采用大型有限元軟件ANSYS及其中的SOLID65單元作為建模和計算的工具,在引入混凝土線彈性開裂模型一種彈性類本構(gòu)關(guān)系和多線性等向強化模型、Drucker-Prager模型兩種塑性類本構(gòu)關(guān)系以及修正了的Willam-Warnke五參數(shù)破壞準則的基礎(chǔ)上對鋼筋混凝土箱涵進行非線性有限元分析,同時引入鋼
2、筋混凝土彌散固定式正交裂縫模型對鋼筋混凝土箱涵進行開裂模擬研究,得到如下結(jié)論:(1)鋼筋混凝土箱涵隨著輸水壓力的不斷增加,管身混凝土處于多軸受拉以及主拉應(yīng)力較大的多軸拉-壓應(yīng)力狀態(tài)下,當達到混凝土破壞面時相繼在管身兩邊孔底角內(nèi)倒角面、兩邊孔頂角內(nèi)倒角面、中孔底板底部和兩側(cè)墻外壁中部出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。裂縫首先出現(xiàn)在最薄弱截面垂直于σ1的方向上并逐漸展開,在各開裂區(qū)域出現(xiàn)一次開裂后隨著應(yīng)變不斷增大該點大主應(yīng)力都處于下降狀態(tài),不會出現(xiàn)二次開裂的情
3、況,屬于典型的拉斷破壞。 (2)鋼筋混凝土箱涵在正常工作狀態(tài)下管身處于雙軸或三軸受拉狀態(tài),混凝土的受拉破壞以脆性為主,在裂縫出現(xiàn)之前應(yīng)力-應(yīng)變基本為線性關(guān)系,其對本構(gòu)關(guān)系的敏感性不強,因而不同鋼筋混凝土本構(gòu)模型的選用對開裂區(qū)域和開裂應(yīng)力水平的預(yù)測差別并不大。但線彈性開裂模型由于受應(yīng)力重分布的影響從而在預(yù)測后繼開裂區(qū)的過程中可能會產(chǎn)生誤差;Drucker-Prager模型由于其理想彈塑性的特征,在進入塑性區(qū)后應(yīng)力水平增長較低,當使
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