既有鋼筋混凝土空心板梁抗彎承載能力分析
發(fā)布時間：2021-04-22 09:14
鋼筋混凝土空心板梁橋是我國中小跨度橋梁中廣泛采用的結構形式之一。隨著公路通行能力和服務水平不斷提高,對服役橋梁的各項性能提出了更高的要求,而在外界諸多不利因素的長期影響下,服役橋梁病害逐漸增多,損傷程度不斷加深,結構性能逐漸退化,是道路橋梁運營能力和安全的“瓶頸”,因此對既有鋼筋混凝土梁的抗彎承載力分析研究變的尤為重要。本文以某高速公路服役20年的8m跨徑鋼筋混凝土空心板梁單梁破壞性兩點對稱加載試驗為依托。對試驗梁進行了損傷狀況、幾何形態(tài)、材質狀況檢測評定和抗彎極限承載力試驗。根據(jù)Abaqus混凝土損傷塑性（CDP）模型基本理論、材料的本構建立了試驗梁CDP模型。利用CDP模型對受拉裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展和試驗梁受壓破壞過程進行了模擬。根據(jù)擴展有限元法基本理論和Abaqus中XFEM（擴展有限元法）裂縫的擴展基本理論建立了試驗梁混凝土裂縫擴展模型,對裂縫的產(chǎn)生和擴展進行了模擬。通過Abaqus的混凝土損傷塑性（CDP）模型計算,結合試驗與模型模擬計算結果對試驗梁的撓度、混凝土應變、鋼筋應變、破壞過程、極限承載能力進行試驗和理論分析,得出試驗梁正常使用極限承載能力和抗彎極限承載能力的變化情況。...
【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：56 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 研究目的和意義
1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 本文主要內(nèi)容
2 試驗簡介及試驗梁評定
2.1 試驗介紹
2.1.1 試驗梁簡介
2.1.2 試驗目的
2.1.3 試驗儀器
2.1.4 試驗系統(tǒng)
2.2 試驗梁狀態(tài)與狀況
2.2.1 幾何形態(tài)
2.2.2 鋼筋混凝土保護層厚度
2.2.3 混凝土碳化狀況
2.2.4 鋼筋銹蝕電位
2.3 試驗概況
2.3.1 加載工況
2.3.2 測點布置
2.3.3 試驗結果
本章小結
3 抗彎承載能力分析
3.1 Abaqus軟件介紹
3.1.1 有限元法
3.1.2 Abaqus功能
3.1.3 Abaqus模塊和分析步驟
3.2 模型的建立
3.2.1 Abaqus混凝土損傷塑性模型基本理論
3.2.2 材料的本構
3.2.3 CDP模型的建立過程
3.3 模型驗證和試驗分析
3.3.1 撓度分析
3.3.2 混凝土應變分析
3.3.3 鋼筋應變分析
3.3.4 破壞過程
3.4 損傷及裂縫分析
3.5 抗彎承載能力
本章小結
4 混凝土裂縫的擴展模擬
4.1 擴展有限元法
4.1.1 單位分解法
4.1.2 水平集法
4.1.3 擴展有限元法
4.2 裂縫擴展
4.2.1 裂縫擴展的三種基本形式
4.2.2 裂縫的擴展準則
4.2.3 多應力狀態(tài)下的裂縫擴展行為
4.2.4 裂縫擴展的方向
4.3 裂縫擴展XFEM模擬
4.4 混凝土裂縫擴展分析
4.4.1 無預制裂縫模擬
4.4.2 預制裂縫模擬
本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼筋混凝土T梁舊橋極限承載能力研究[J]. 李勇,張勁泉,余波. 公路交通科技. 2017(04)
[2]大懸臂展翅預應力混凝土箱梁橋極限承載力影響因素分析[J]. 賈布裕,余曉琳,楊錚,顏全勝. 中外公路. 2016(06)
[3]再生混凝土簡支梁受彎性能試驗研究[J]. 賴宇迪,徐剛,王嶸. 四川建筑. 2015(06)
[4]ABAQUS混凝土損傷因子取值方法研究[J]. 秦浩,趙憲忠. 結構工程師. 2013(06)
[5]30m部分預應力混凝土箱梁極限承載能力試驗研究[J]. 嚴圣友. 公路工程. 2012(01)
[6]ABAQUS中的混凝土塑性損傷模型[J]. 張戰(zhàn)廷,劉宇鋒. 建筑結構. 2011(S2)
[7]左家堡大橋實橋承載力破壞試驗及分析[J]. 余波,李勇,孫曉紅,張志. 公路交通科技. 2011(07)
[8]銹蝕鋼筋混凝土舊橋超限及極限荷載作用的現(xiàn)場破壞性試驗研究[J]. 張建仁,彭暉,張克波,郝海霞. 工程力學. 2009(S2)
[9]預應力混凝土連續(xù)箱梁橋破壞性試驗研究[J]. 張健飛,張宇峰. 公路交通科技. 2008(10)
[10]大跨中承式鋼管混凝土拱橋極限承載能力[J]. 云迪,張素梅. 吉林大學學報(工學版). 2007(06)
博士論文
[1]先簡支后連續(xù)T梁橋極限承載力與動力響應研究[D]. 朱小青.鄭州大學 2014
[2]預應力混凝土空心板梁橋破壞機理試驗研究[D]. 康省楨.鄭州大學 2010
[3]既有預應力混凝土梁橋承載能力實橋試驗及分析研究[D]. 徐文平.東南大學 2006
[4]采用虛擬層合單元法分析鋼筋混凝土結構的極限承載能力[D]. 黃弘讀.浙江大學 2001
碩士論文
[1]含缺陷起重機箱形梁結構的彈塑性斷裂參數(shù)模擬及安全評定[D]. 羅濤.西南交通大學 2016
[2]裂后預應力混凝土梁非線性力學行為研究[D]. 代濤.武漢理工大學 2014
[3]基于Abaqus-MPC用戶子程序的鋼筋混凝土結構分析方法[D]. 甯家成.重慶交通大學 2013
[4]ABAQUS顯式分析梁單元的混凝土、鋼筋本構模型研究[D]. 朱麗麗.沈陽建筑大學 2013
[5]鋼筋混凝土梁橋損傷與承載性能關系研究[D]. 賴小軍.長安大學 2010
[6]混凝土塑性損傷模型及其ABAQUS子程序開發(fā)[D]. 曹鵬.沈陽工業(yè)大學 2009
[7]大跨度連續(xù)鋼桁梁拱橋極限承載力研究與非線性因素影響分析[D]. 方緒鐲.西南交通大學 2009
[8]既有鋼筋混凝土橋梁正截面抗彎承載力評估[D]. 朱娜.西南交通大學 2006
本文編號：3153511
【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：56 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 研究目的和意義
1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 本文主要內(nèi)容
2 試驗簡介及試驗梁評定
2.1 試驗介紹
2.1.1 試驗梁簡介
2.1.2 試驗目的
2.1.3 試驗儀器
2.1.4 試驗系統(tǒng)
2.2 試驗梁狀態(tài)與狀況
2.2.1 幾何形態(tài)
2.2.2 鋼筋混凝土保護層厚度
2.2.3 混凝土碳化狀況
2.2.4 鋼筋銹蝕電位
2.3 試驗概況
2.3.1 加載工況
2.3.2 測點布置
2.3.3 試驗結果
本章小結
3 抗彎承載能力分析
3.1 Abaqus軟件介紹
3.1.1 有限元法
3.1.2 Abaqus功能
3.1.3 Abaqus模塊和分析步驟
3.2 模型的建立
3.2.1 Abaqus混凝土損傷塑性模型基本理論
3.2.2 材料的本構
3.2.3 CDP模型的建立過程
3.3 模型驗證和試驗分析
3.3.1 撓度分析
3.3.2 混凝土應變分析
3.3.3 鋼筋應變分析
3.3.4 破壞過程
3.4 損傷及裂縫分析
3.5 抗彎承載能力
本章小結
4 混凝土裂縫的擴展模擬
4.1 擴展有限元法
4.1.1 單位分解法
4.1.2 水平集法
4.1.3 擴展有限元法
4.2 裂縫擴展
4.2.1 裂縫擴展的三種基本形式
4.2.2 裂縫的擴展準則
4.2.3 多應力狀態(tài)下的裂縫擴展行為
4.2.4 裂縫擴展的方向
4.3 裂縫擴展XFEM模擬
4.4 混凝土裂縫擴展分析
4.4.1 無預制裂縫模擬
4.4.2 預制裂縫模擬
本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼筋混凝土T梁舊橋極限承載能力研究[J]. 李勇,張勁泉,余波. 公路交通科技. 2017(04)
[2]大懸臂展翅預應力混凝土箱梁橋極限承載力影響因素分析[J]. 賈布裕,余曉琳,楊錚,顏全勝. 中外公路. 2016(06)
[3]再生混凝土簡支梁受彎性能試驗研究[J]. 賴宇迪,徐剛,王嶸. 四川建筑. 2015(06)
[4]ABAQUS混凝土損傷因子取值方法研究[J]. 秦浩,趙憲忠. 結構工程師. 2013(06)
[5]30m部分預應力混凝土箱梁極限承載能力試驗研究[J]. 嚴圣友. 公路工程. 2012(01)
[6]ABAQUS中的混凝土塑性損傷模型[J]. 張戰(zhàn)廷,劉宇鋒. 建筑結構. 2011(S2)
[7]左家堡大橋實橋承載力破壞試驗及分析[J]. 余波,李勇,孫曉紅,張志. 公路交通科技. 2011(07)
[8]銹蝕鋼筋混凝土舊橋超限及極限荷載作用的現(xiàn)場破壞性試驗研究[J]. 張建仁,彭暉,張克波,郝海霞. 工程力學. 2009(S2)
[9]預應力混凝土連續(xù)箱梁橋破壞性試驗研究[J]. 張健飛,張宇峰. 公路交通科技. 2008(10)
[10]大跨中承式鋼管混凝土拱橋極限承載能力[J]. 云迪,張素梅. 吉林大學學報(工學版). 2007(06)
博士論文
[1]先簡支后連續(xù)T梁橋極限承載力與動力響應研究[D]. 朱小青.鄭州大學 2014
[2]預應力混凝土空心板梁橋破壞機理試驗研究[D]. 康省楨.鄭州大學 2010
[3]既有預應力混凝土梁橋承載能力實橋試驗及分析研究[D]. 徐文平.東南大學 2006
[4]采用虛擬層合單元法分析鋼筋混凝土結構的極限承載能力[D]. 黃弘讀.浙江大學 2001
碩士論文
[1]含缺陷起重機箱形梁結構的彈塑性斷裂參數(shù)模擬及安全評定[D]. 羅濤.西南交通大學 2016
[2]裂后預應力混凝土梁非線性力學行為研究[D]. 代濤.武漢理工大學 2014
[3]基于Abaqus-MPC用戶子程序的鋼筋混凝土結構分析方法[D]. 甯家成.重慶交通大學 2013
[4]ABAQUS顯式分析梁單元的混凝土、鋼筋本構模型研究[D]. 朱麗麗.沈陽建筑大學 2013
[5]鋼筋混凝土梁橋損傷與承載性能關系研究[D]. 賴小軍.長安大學 2010
[6]混凝土塑性損傷模型及其ABAQUS子程序開發(fā)[D]. 曹鵬.沈陽工業(yè)大學 2009
[7]大跨度連續(xù)鋼桁梁拱橋極限承載力研究與非線性因素影響分析[D]. 方緒鐲.西南交通大學 2009
[8]既有鋼筋混凝土橋梁正截面抗彎承載力評估[D]. 朱娜.西南交通大學 2006
本文編號：3153511
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