锈蚀钢筋混凝土偏压柱承载力计算方法的研究

论文摘要

钢筋混凝土偏压柱是钢筋混凝土结构中最基本的构件形式之一。偏心受压柱服役后期必然出现混凝土老化、钢筋锈蚀等结构损伤形态,其受力性能有别于完好构件。研究锈蚀偏压柱的受力行为、破坏特征及承载力计算方法,对于完善结构设计理论和指导结构可靠性鉴定工程实践,具有重要的理论价值和工程意义。本文主要进行以下工作:对目前锈蚀混凝土粘结滑移试验研究以及成果进行了分类分析,研究了利用ANSYS程序中弹簧单元模拟偏压构件粘结滑移的方法。通过与试验研究结果对比分析,验证了本文有限元模型的适用性和正确性。运用数值模拟方法,对大小偏心锈蚀钢筋混凝土柱截面的应力应变随锈蚀率和偏心距变化而变化的分布规律进行了系统的分析,为建立锈蚀偏压柱承载力计算模型奠定基础。对经典的基于平截面假定的偏压构件计算方法进行了修正,结合理论分析,提出考虑钢筋混凝土界面粘结滑移的锈蚀偏压构件正截面承载力计算公式,并进行了验证分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.2 研究现状与不足
• 1.3 本文主要工作
• 2 有限元分析模型
• 2.1 锈蚀钢筋的本构关系
• 2.2 混凝土本构关系
• 2.3 混凝土的破坏准则
• 2.4 混凝土裂缝处理
• 2.5 混凝土压碎后的处理
• 2.6 分析单元
• 2.7 收敛准则与求解
• 3 粘结滑移本构关系与弹簧单元
• 3.1 概述
• 3.2 粘结滑移本构的分类
• 3.3 ANSYS 中粘结滑移的数值模拟
• 3.4 本文粘结滑移模型
• 4 锈蚀偏压构件性能有限元分析
• 4.1 锈蚀偏压构件试验简介
• 4.2 有限元模型及验证分析
• 4.3 大偏心受压构件截面应变分析
• 4.4 大偏心受压构件截面应力分析
• 4.5 小偏心受压构件截面应变分析
• 4.6 小偏心受压构件截面应力分析
• 4.7 大偏心条件下偏心距对锈蚀偏压构件截面应变影响分析
• 4.8 本章小结
• 5 锈蚀单向偏压柱承载力计算方法研究
• 5.1 应变协调因子FS 定义及物理解释
• 5.2 考虑粘结滑移的锈蚀单向偏压柱承载力计算方法
• 5.3 验证分析
• 6 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文目录