钢纤维混凝土连续深梁有限元分析

论文摘要

影响深梁承载力的主要问题是深梁的抗剪能力,而剪切破坏的实质是混凝土在垂直裂缝方向上发生受拉破坏,但由于混凝土抗拉性能比较差,即使配置了大量的抗剪腹筋,对抗剪承载力的提高也是非常有限的,而且容易造成超筋、不易浇筑的现象。针对上述问题本文提出了采用钢纤维钢筋混凝土深梁的结构形式,即在混凝土搅拌的过程中按照一定的体积比例均匀的掺加钢纤维,以提高深梁的抗剪能力。本文运用ANSYS通过合理的选取单元类型、材料模型、收敛准则以及适当的荷载步,通过对两跨钢筋钢纤维混凝土连续深梁在不同钢纤维掺量的受荷情况进行模拟,讨论了影响深梁抗剪强度的因素。通过与实验数据进行比较,有限元分析可以得到令人满意的结果,从而解决实验工作量大、实验数据少的弊端。本文通过算例对GB50001-2002公式进行了验证,得到GB50001-2002满足设计要求,有一定的能量贮备。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 钢纤维混凝土国内外研究及应用概况
• 1.1.1 钢纤维混凝土的国内外发展研究概况
• 1.1.2 钢纤维混凝土的应用
• 1.2 钢纤维增强混凝土的基本理论
• 1.2.1 复合材料力学理论
• 1.2.2 纤维间距理论
• 1.2.3 界面应力传递的剪滞理论
• 1.3 钢纤维深梁的国内研究现状
• 1.4 本文研究目的与主要内容
• 第2章 钢筋钢纤维混凝土非线性有限元基本理论
• 2.1 钢筋本构关系
• 2.2 钢纤维混凝土的本构关系
• 2.3 钢纤维混凝土材料的破坏准则
• 2.4 钢纤维混凝土的开裂模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 ANSYS有限元模拟分析的基本理论
• 3.1 Solid65单元的理论基础
• 3.1.1 Solid65单元假设和约束条件
• 3.1.2 Solid65单元特性
• 3.1.3 Solid65单元的屈服及失效准则
• 3.2 钢筋作用的模拟
• 3.2.1 分离式模型
• 3.2.2 整体式模型
• 3.2.3 组合式模型
• 3.3 钢筋单元
• 3.3.1 单元刚度矩阵
• 3.3.2 单元应力刚度矩阵
• 3.4 本章小结
• 第4章 钢纤维混凝土连续深梁ANSYS分析
• 4.1 钢纤维混凝土深梁非线性有限元分析
• 4.1.1 试验概况
• 4.1.2 前处理
• 4.1.3 求解
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 工作特性和破坏形态
• 4.2.2 荷载-挠度曲线
• 4.2.3 剪切韧性
• 4.2.4 连续深梁斜截面受剪承载力影响因素
• 4.2.5 集中荷载作用下钢纤维混凝土深梁抗剪承载力计算方法
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢