海洋环境下混凝土结构分析的有限元法

论文摘要

钢筋混凝土结构作为土木工程、水利、交通和矿山等工程领域广泛使用的一种结构。了解其在一定荷载下的应力和位移,对指导实际工程的设计是非常重要的。本文依据其有限元理论编制了相应的电算程序,并对一些常见的工程结构进行了分析,得到了较理想的结果,这也表明了作者对该理论理解的正确性。 本文的主要工作如下: 1.将钢筋混凝土悬臂梁采用分离式模型,按照平面问题和线弹性理论分析其在集中荷载下的应力和位移。 2.针对钢筋混凝土的特点,在钢筋和混凝土之间附加了一种沿钢筋径向和切向都有一定刚度的粘结弹簧,从而加以分析粘结应力的变化情况。 3.用FORTRAN90编制了相应的电算程序,并进行了数值计算。所得结果与理论解相比,可以得到验证。 4.分析了海洋环境下的钢筋混凝土在冻融破坏下的承载力。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢筋混凝土有限元的特点
• 1.3 钢筋混凝土有限元的发展
• 1.4 海洋环境下国内外混凝土的研究进展
• 1.5 本文的结构和主要研究内容
• 第二章 钢筋混凝土结构的本构关系
• 2.1 概述
• 2.2 钢筋的本构关系
• 2.2.1 单向加载下钢筋的应力—应变关系
• 2.2.2 反复加载下钢筋的应力—应变关系
• 2.3 混凝土的本构关系
• 2.3.1 单调加载应力—应变关系式
• 2.3.2 重复加载应力—应变关系式
• 2.4 钢筋与混凝土之间的粘结
• 2.4.1 概述
• 2.4.2 粘结机理
• 2.4.3 单调加载情况下，钢筋与混凝土之间粘结滑移的本构关系
• 2.4.4 反复加载情况下，钢筋与混凝土之间粘结滑移的本构关系
• 第三章 钢筋混凝土结构有限元分析中的几种单元
• 3.1 钢筋混凝土结构有限元模型的选择
• 3.1.1 分离式模型
• 3.1.2 整体式模型
• 3.1.3 组合式模型
• 3.2 钢筋混凝土结构有限元分析计算步骤
• 3.2.1 结构的离散化
• 3.2.2 单元分析
• 3.2.3 总体分析
• 3.3 平面单元
• 3.3.1 三结点三角形单元
• 3.3.2 杆系单元
• 3.3.3 联结单元
• 3.4 结点平衡方程
• 3.4.1 荷载列阵
• 3.4.2 结点平衡方程
• 第四章 钢筋砼平面问题的有限元计算
• 4.1 计算简图及单元划分
• 4.2 输入原始数据
• 4.2.1 输入原始数据的原则
• 4.2.2 原始数据的输入
• 4.3 形成整体刚度矩阵
• 4.4 形成整体结点荷载列阵
• 4.5 解线性代数方程组
• 4.6 计算单元应力
• 4.7 算例分析
• 第五章 海洋环境下的混凝土结构有限元分析
• 5.1 概述
• 5.2 海洋环境下混凝土中钢筋的腐蚀
• 5.2.1 钢筋的锈蚀
• 5.2.2 锈蚀钢筋的力学性能
• 5.3 海洋下混凝土的腐蚀
• 5.3.1 混凝土的腐蚀
• 5.3.2 腐蚀混凝土的力学性能
• 5.4 混凝土的冻融破坏
• 5.4.1 混凝土冻融破坏的机理
• 5.4.2 影响混凝土抗冻的因素
• 5.5 算例分析
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况