發(fā)布時間：2017-08-25 19:33

  本文關(guān)鍵詞：混凝土斜拉橋箱梁的溫度效應(yīng)分析及長期溫度疲勞效應(yīng)分析

  更多相關(guān)文章： 混凝土箱梁 太陽輻射 瞬態(tài)溫度場 溫度效應(yīng) 疲勞壽命

【摘要】：鋼筋混凝土箱梁橋在日照溫度變化下,內(nèi)部會產(chǎn)生不均勻溫度場,從而導(dǎo)致熱應(yīng)力場的出現(xiàn)。在夏季太陽輻射日,混凝土箱梁會出現(xiàn)較大的溫度拉應(yīng)力和溫度壓應(yīng)力,若設(shè)計不周,很容易出現(xiàn)溫度裂縫。同時,夏季太陽輻射日一天內(nèi)由溫度引起的應(yīng)力幅也不能忽視。目前,大多數(shù)研究均是討論橋梁不均勻溫度場及其溫度效應(yīng),沒有進一步討論溫度應(yīng)力對橋梁疲勞壽命的影響。有必要深入研究溫度應(yīng)力對橋梁的長期疲勞效應(yīng)。本文以英德市北江混凝土斜拉橋為工程背景,選擇夏季日平均最高、最低溫度,利用Erbs直散分離模型分離太陽輻射總照度,采用大型通用有限元軟件ANSYS建立二維箱梁截面模型,對混凝土箱梁進行溫度場數(shù)值模擬。分析得到的距頂板以下0.05m位置處最不利溫度場時刻和有關(guān)論文實測數(shù)據(jù)相符,同時沿內(nèi)腹板從頂板至底板的溫度分布曲線形狀與我國鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范規(guī)定的溫差指數(shù)分布曲線形狀大致相同,說明此模型能較好地模擬混凝土箱梁夏季日的溫度場。根據(jù)溫度應(yīng)力分析的結(jié)果,選取了溫度應(yīng)力和應(yīng)力幅都較大的2個關(guān)鍵位置,利用關(guān)鍵位置夏季日一天內(nèi)溫度應(yīng)力的變化曲線作為荷載譜,根據(jù)Miner線性準則和鋼筋、混凝土材料的疲勞壽命S-N曲線方程,對橋梁進行疲勞壽命分析。分析總結(jié)得到全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的疲勞性能比有限預(yù)應(yīng)力混凝土梁的疲勞性能優(yōu)越,鋼筋銹蝕會減弱混凝土橋梁的疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：混凝土箱梁 太陽輻射 瞬態(tài)溫度場 溫度效應(yīng) 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U441.4;U448.27
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)疲勞問題的研究概況11-13
• 1.3 國內(nèi)外混凝土橋梁溫度場及其效應(yīng)研究的概況13-15
• 1.4 課題來源及本文的主要工作15-17
• 1.4.1 課題來源15-16
• 1.4.2 本文主要工作16-17
• 第二章 溫度場基本理論及溫度應(yīng)力計算理論17-34
• 2.1 溫度場及溫度荷載概述17-18
• 2.1.1 溫度場概述17-18
• 2.1.2 溫度荷載概述18
• 2.2 熱分析的基本理論18-22
• 2.2.1 熱傳遞的三種形式18-20
• 2.2.2 熱傳導(dǎo)微分方程及其邊界條件20-22
• 2.3 溫度場的分析方法22-23
• 2.3.1 熱傳導(dǎo)微分方程求解22
• 2.3.2 半經(jīng)驗半理論公式法22-23
• 2.3.3 數(shù)值分析方法23
• 2.4 溫度場ANSYS數(shù)值模擬的邊界條件23-31
• 2.4.1 太陽輻射強度23-27
• 2.4.2 大氣溫度和綜合溫度27-28
• 2.4.3 風(fēng)速和綜合熱換系數(shù)28-31
• 2.5 溫度應(yīng)力計算理論31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 混凝土箱梁截面溫度場數(shù)值模擬和溫度效應(yīng)分析34-52
• 3.1 ANSYS熱-應(yīng)力分析功能介紹34
• 3.2 工程背景34-36
• 3.3 主梁結(jié)構(gòu)混凝土計算參數(shù)的確定36-40
• 3.3.1 主梁結(jié)構(gòu)混凝土的熱物理參數(shù)36
• 3.3.2 主梁結(jié)構(gòu)溫度場邊界條件的確定36-40
• 3.4 溫度場有限元模型的建立40-47
• 3.4.1 計算模型的基本假定40-41
• 3.4.2 溫度場的簡化及ANSYS單元類型的選取41
• 3.4.3 溫度場ANSYS有限元模型41
• 3.4.4 溫度場結(jié)果分析41-47
• 3.5 混凝土斜拉橋箱梁截面溫度效應(yīng)研究47-50
• 3.5.1 溫度應(yīng)力分布48-49
• 3.5.2 關(guān)鍵點溫度應(yīng)力時程變化49-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第四章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)疲勞效應(yīng)分析基本理論52-60
• 4.1 疲勞的概述52
• 4.2 鋼筋混凝土的疲勞破壞52-53
• 4.2.1 素混凝土的疲勞破壞52-53
• 4.2.2 鋼筋的疲勞破壞53
• 4.3 荷載譜及其編制方法53-55
• 4.4 鋼筋混凝土S-N曲線55-57
• 4.4.1 素混凝土S-N曲線和變形55-56
• 4.4.2 鋼筋S-N曲線56-57
• 4.5 疲勞累積損傷理論57-59
• 4.5.1 概述57
• 4.5.2 線性疲勞累積損傷理論57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 混凝土斜拉橋箱梁截面溫度疲勞效應(yīng)分析60-70
• 5.1 疲勞壽命傳統(tǒng)評估方法60-61
• 5.2 利用ANSYS進行疲勞計算時的基本假定61
• 5.3 ANSYS疲勞分析步驟61-64
• 5.3.1 恢復(fù)數(shù)據(jù)庫61-62
• 5.3.2 設(shè)置規(guī)模62
• 5.3.3 輸入S-N曲線62-63
• 5.3.4 設(shè)置位置63
• 5.3.5 設(shè)置事件63
• 5.3.6 設(shè)置載荷63-64
• 5.4 計算結(jié)果分析64-68
• 5.4.1 依據(jù)素混凝土S-N曲線進行疲勞計算64-67
• 5.4.2 依據(jù)鋼筋S-N曲線進行疲勞計算67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 一、結(jié)論70-71
• 二、展望71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77-78
• 答辯委員會對論文的評定意見78

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