考虑钢筋影响的高性能混凝土徐变的研究

论文摘要

混凝土的徐变问题一直没有得到很好的解决，国内外也不乏有很多桥梁由于设计时未能很好预测混凝土的徐变而导致桥梁在竣工后主梁挠度严重失控，致使桥梁线形不平顺，更有甚者桥梁倒塌事故，造成严重的生命财产损失。徐变问题将是一个棘手的问题亟待解决。虽然国内外对徐变的研究已取得了很大的发展，也积累了很多实际经验，但对考虑配筋对其的影响的研究甚少。本文以武汉绕城公路第6合同段的府河大桥为背景，展开了配筋对混凝土桥梁徐变效应影响的研究。阐述了徐变的部分基本理论，初步探索了配筋对徐变的影响机理。然后以实际项目为参考，建立了不考虑配筋和考虑配筋的有限元模型，计算出前三个月不同持荷时间的徐变值及徐变累计值，在徐变总变形、徐变系数等多个方面进行了比较和差异性原因探索。发现配筋对徐变的总变形的影响不大，在10％之内；对徐变系数的影响在0.15左右；不考虑配筋将会使徐变挠度理论值偏大15％左右。最后本文虚拟了一些配筋率，分析了不同纵向配筋率对徐变影响的大小，结果显示随着配筋率的增加，徐变不是按线性递减。当配筋率达到5％时，考虑配筋影响的徐变变形值不到不考虑配筋影响时的变形值的一半。再根据等效弹性模量法考虑横竖向配筋的影响，随着横竖向配筋率的增加，配筋率每增加一个百分点，徐变累计挠度与不考虑横竖向配筋比较，大概减少2～3个百分点，得出了一些工程设计和施工有益的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 混凝土的徐变效应
• 1.2.1 徐变机理
• 1.2.2 徐变的影响因素
• 1.2.3 徐变系数
• 1.2.4 徐变计算理论
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.3.1 本课题研究的目的
• 1.3.2 本课题研究的意义
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 徐变的有限元分析
• 2.1 引言
• 2.2 试验梁的基本情况
• 2.2.1 试验梁的分类
• 2.2.2 试验梁截面特性的计算
• 2.2.3 试验梁的预应力钢束布置
• 2.3 有限元模型的建立
• 2.3.1 桥梁博士软件介绍
• 2.3.2 模型建立的指导思想
• 2.3.3 有限元模型的建立
• 2.4 利用有限元软件对试验梁进行徐变效应分析
• 2.4.1 自重和预应力作用下的弹性变形值
• 2.4.2 自重和预应力共同作用下的理论徐变变形值
• 第3章 试验结果分析比较
• 3.1 理论和实测总变形的比较
• 3.1.1 各类梁总变形比较
• 3.1.2 结果分析
• 3.1.3 配筋对总变形的影响
• 3.2 理论和实测徐变系数的比较
• 3.2.1 各类梁徐变系数的比较
• 3.2.2 曲线差异及其原因分析
• 3.3 不考虑配筋误差的分析
• 3.4 考虑配筋和换算截面关系分析
• 第4章 配筋率对徐变的影响
• 4.1 纵向配筋率的影响
• 4.1.1 实际配筋率的计算
• 4.1.2 配筋方案的选择
• 4.1.3 徐变效应分析
• 4.1.4 结果比较及差异性分析
• 4.2 横向和竖向钢筋的影响
• 4.2.1 弹模等效的原理
• 4.2.2 配筋率的计算
• 4.2.3 弹性模量的折算
• 4.2.4 徐变效应分析
• 4.2.5 结果比较及差异性分析
• 4.3 横竖向配筋率的影响
• 4.3.1 弹性模量的折算
• 4.3.2 徐变效应分析
• 4.3.3 结果比较及差异性分析
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要研究内容
• 5.2 主要成果
• 5.3 有待进一步完善的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间参加的科研工作