混凝土構(gòu)件剛度的計算理論及有限元分析.pdf

1、受彎構(gòu)件是土木工程中應(yīng)用最廣泛的構(gòu)件，受彎構(gòu)件的撓度計算是結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的受彎構(gòu)件剛度計算公式是通過對試驗數(shù)據(jù)和試驗現(xiàn)象的分析，提出力學(xué)模型，在半理論半實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。雖然規(guī)范充分考慮了受彎構(gòu)件的特性，計算公式有其合理性和在實踐中的適用性，計算結(jié)果有著較好精度，但其缺乏明確的力學(xué)概念，不易理解。并且，規(guī)范中的剛度公式是鋼筋式，為了與國際接軌、便于理解和計算，本文根據(jù)混凝土力學(xué)原理建立混凝土式的剛度公式并進(jìn)

2、行簡化。 本文在正截面計算相關(guān)假定的基礎(chǔ)上，根據(jù)適筋梁正截面的物理條件、變形條件和平衡條件，根據(jù)受彎構(gòu)件受力變形破壞發(fā)展的不同階段及在各個階段的受力特點，聯(lián)立每一階段中的不同的三個條件解方程得到三階段不同的抗彎剛度的計算公式。我們知道，構(gòu)件使用階段的變形和裂縫寬度計算是建立在第Ⅱ階段的基礎(chǔ)之上的。因此，利用第Ⅱ階段的剛度公式，通過分析矩形截面的不同高度、不同的混凝土強度、不同的配筋率，找出影響剛度公式的主要因素，得到由混凝土力學(xué)

3、原理得出的剛度公式并進(jìn)行簡化，并將簡化的剛度公式與規(guī)范公式進(jìn)行對比和分析。利用簡化的混凝土式的剛度公式，在等效剛度原則的基礎(chǔ)上，得出了簡支梁的撓度公式，并應(yīng)用該撓度公式和ANSYS分別進(jìn)行撓度計算，將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行比較分析。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)運用ANSYS有限元程序建立了混凝土梁模型，根據(jù)分析結(jié)果，得出了彎矩一撓度曲線圖。 本文主要研究了以下四個問題： 1、基于相關(guān)假定，根據(jù)物理條件、幾何條件及平衡條件，運用混凝土力學(xué)

4、分析方法建立了單筋混凝土矩形截面梁的三階段的剛度計算公式； 2、根據(jù)不同的矩形截面梁的高度、不同的混凝土的強度、不同截面的配筋率，簡化第Ⅱ階段的剛度計算公式； 3、利用簡化的剛度公式，在最少剛度原則的基礎(chǔ)上，求出以簡化剛度表示的撓度公式，并以試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，用得出的撓度公式和ANSYS分別進(jìn)行撓度值計算；根據(jù)試驗數(shù)據(jù)運用ANSYS有限元程序建立了混凝土梁模型，根據(jù)分析結(jié)果，得出了彎矩-撓度曲線圖； 4、對比分析了