多种因素共同作用下钢筋混凝土梁的裂缝分析

摘要

混凝土是当今世界上用量最大、用途最广泛的工程材料。自20世纪80年代我国改革开放以来，我国推行大规模的经济建设、基础设施建设和住宅建设，其中绝大多数都采用混凝土结构或钢筋混凝土结构。
　　但是，随着大量钢筋混凝土结构的兴建和混凝土技术的进步，过去不太突出的混凝土裂缝问题，近年来却日趋严重。钢筋混凝土结构的裂缝不仅影响到结构的美观，也是结构物的承载能力、耐久性、防水性等各种性能下降的主要原因。当裂缝宽度达到一定的数值时，还可能危及结构的安全。因此，裂缝问题是引起工程界和学术界普遍关心的问题。
　　混凝土结构中产生裂缝是工程实际中的常见现象。对裂缝的研究具有重大的科研意义与工程意义，它既能使人们弄清楚裂缝产生和发展的机理，又能帮助人们采取相应的措施防止裂缝的产生和抑制裂缝的发展。以往的工作中，重点往往关注在某一个因素对混凝土梁裂缝的影响，而本文考虑了荷载作用、温度变化、徐变影响共同对混凝土梁裂缝的影响。本文的主要工作如下：
　　1)查阅了相关文献资料，介绍了在荷载作用下混凝土结构裂缝宽度的计算理论，包括粘结滑移理论、无粘结滑移理论、综合理论以及数理统计方法。对比分析了国内外规范中关于计算裂缝宽度的公式。
　　2)归纳总结了与钢筋混凝土有限元模型相关的内容。包括钢筋混凝土的有限元模型，混凝土与钢筋之间的粘结滑移关系以及混凝土有限元分析的裂缝模型。
　　3)根据试验等资料提供的数据，用ANSYS初步建立起了钢筋混凝土梁的有限元模型，包括粘结滑移模型与无粘结滑移模型。模型建立后，进行了有限元模型分析数据与试验实测数据的对比分析。
　　4)根据资料提供的试验数据，进行了钢筋混凝土梁有限元模型的修正。模型修正后将修正前后的结果进行对比分析，根据分析的结果与试验的结果来选择更贴近实际的模型。
　　5)分析了荷载作用、温度变化、徐变影响单独对混凝土梁裂缝的影响。然后将这三种因素进行组合，分析了因素组合后各种情况对混凝土梁裂缝的影响。
　　从初步建立起的模型分析结果与试验实测的结果来看，用有限元软件ANSYS进行混凝土结构或构件的裂缝模拟是可行的。完成初步模型的建立后，模型的修正工作能使建立的初步模型更接近实际情况，所以进行有限元模型的修正是必要的。单独考虑荷载、温度、徐变对混凝土梁裂缝的影响时，荷载的作用最为显著。同时考虑几种因素对混凝土梁的影响时，总的来说，比仅考虑一种因素作用要大。这表明进行多种因素的分析是很有必要的。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

1 绪论

1.1 结构的可靠性与耐久性

1.2 研究混凝土结构裂缝的重要性

1.3 混凝土结构裂缝的研究现状

1.4 本文的主要工作

2 裂缝开展宽度计算理论

2.1 裂缝开展宽度计算理论

2.2 国内外裂缝宽度计算公式

2.3 本章小结

3 钢筋混凝土ANSYS模型的分析

3.1 钢筋混凝土的有限元模型

3.2 钢筋混凝土裂缝宽度的有限元计算方法

3.3 本章小结

4 钢筋混凝土梁有限元模型的建立

4.1 试验方法和量测内容

4.2 混凝土梁模型建立

4.3 模型数据对比

4.4 本章小结

5 钢筋混凝土梁有限元模型的修正

5.1 有限元模型修正技术

5.2 钢筋混凝土梁有限元模型的修正

5.3 有限元模型修正后数据对比

5.4 本章小结

6 多种因素共同作用下钢筋混凝土梁的裂缝分析

6.1 单一因素情况下的裂缝分析

6.2 各种因素同时考虑时的裂缝分析

6.3 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著