新束形预应力混凝土复合受力空心板梁的研究

论文摘要

预应力技术已经广泛地应用于混凝土结构和构件中，预应力混凝土空心板梁以其诸多优点已在桥梁工程中广泛应用。在实际工程中，绝大多数钢筋混凝土构件往往同时承受压、弯、剪、扭中的一种或几种荷载作用，而目前国内外对于钢筋混凝土压、弯、剪构件受扭作用的问题研究甚少，尤其是对于承受压、弯、剪作用的预应力混凝土空心板梁受扭性能的研究还尚属空白。因此，本课题的提出有着比较重要的实用价值和理论意义。本文在对钢筋混凝土复合受力构件国内外研究现状的基础上，应用广义预应力基本原理和等效荷载的基本性质，提出合理的试验方案设计，对配有折线螺旋形预应力筋的混凝土受扭梁与传统纵向预应力筋的混凝土受扭梁进行了计算机仿真分析和加载试验，得到了配有两种不同束形预应力筋的混凝土梁在纯扭作用下受力性能的变化规律。本文同时使用大型通用有限元程序ANSYS，通过力学建模，模拟空心板梁的边界条件和技术参数，对配有双向折线螺旋形预应力筋的简支空心板梁和实际工程中配有传统纵向曲线形预应力筋的简支空心板梁进行弹塑性有限元分析，得到了在弯剪扭复合受力状态下构件的受力性能，证明了在相同的受力情况下，配有双向折线螺旋形预应力筋的简支空心板梁在保证构件极限弯矩基本不变的条件下可有效地提高构件复合受力时的抗扭强度。本文分析所得到的结论对实际工程有着一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题的研究目的和意义
• 1.2 复合受力构件国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容和研究方法
• 2 等效荷载及其特性
• 2.1 等效荷载及其效应的分析与应用
• 2.1.1 等效荷载
• 2.1.2 等效荷载的常见形式
• 2.1.3 等效荷载的性质
• 2.2 结论与应用
• 2.2.1 预应力技术的推广
• 2.2.2 广义预应力
• 2.3 本章小结
• 3 预应力混凝土纯扭构件试验概况
• 3.1 预应力混凝土纯扭构件的破坏机理及计算方法
• 3.1.1 破坏形态
• 3.1.2 计算方法
• 3.2 试件的设计与制作
• 3.3 试验内容及加载方案
• 3.4 ANSYS仿真分析
• 3.4.1 单元类型
• 3.4.2 材料性质
• 3.4.3 有限元模型的建立
• 3.4.4 加载分析
• 3.5 本章小结
• 4 预应力混凝土复合受力构件仿真计算与分析
• 4.1 ANSYS有限元软件简介
• 4.2 预应力混凝土结构在ANSYS中的建模方法
• 4.2.1 等效荷载法
• 4.2.2 实体力筋法
• 4.3 预应力混凝土复合受力构件算例分析
• 4.3.1 ANSYS模拟对象的几何模型及材料属性
• 4.3.2 研究对象ANSYS模型的建立
• 4.4 计算结果与分析
• 4.4.1 关于符号和单位的说明
• 4.4.2 等值线图分析
• 4.5 本章小结
• 结论与建议
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢