混凝土构件裂缝的计算理论及有限元分析

摘要

目前混凝土构件裂缝的理论计算存在以下问题：混凝土构件裂缝的理论计算是一个很复杂的问题，产生裂缝的因素很多，既有直接荷载作用产生的裂缝，也有非荷载因素产生的裂缝，既有混凝土凝固前形成的裂缝，也有凝固后形成的裂缝，特别是现阶段由于非受力因素产生的裂缝越来越影响到现代建筑的使用和经济效益，很多单位对该方面进行了大量的实验研究。以往的裂缝计算公式主要是根据实验数据推导出来的，多偏向于实验，而缺乏在系统化的理论分析，像南京工学院就是个最典型的例子，他们做的实验应该说是很充足的，其根据实验数据推导的计算公式可适用于绝大多数裂缝计算，但实验毕竟是实验，由于本身的试验受到试验条件、加载方法、材料性质等种种局限，没有一个公式能反映全面情况，吻合所有试验。如把大量试验资料统计在一起，离散程度是相当大的，因此不少规范都取用试验资料偏下值作为计算公式，以确保安全。它还需要与理论分析相结合才能更有效。 本文归纳总结混凝土结构近五十年来的研究成果，运用力学提出混凝土构件裂缝的计算理论，并运用有限元方法分析，将此研究成果运用于精品课程建设，为以后的教学和交流提供一个便捷实用的平台。对于混凝土结构网络课程研究的主要宗旨是把混凝土结构课程建设成为反映混凝土结构学科最新研究成果、体现国家一级注册结构工程师考试要求、适应“大土木”专业发展、具有双语教学功能精品课程，本论文的研究内容应该如下。 第一部分为概述，主要介绍了本课题的写作背景和需要完成的主要工作，并总结了现阶段国内外钢筋混凝土构件裂缝控制的研究进展； 第二部分是混凝土构件裂缝计算的力学分析，利用钢筋和混凝土的本构关系以及粘结滑移理论等，从力学角度对混凝土构件的裂缝计算进行全过程分析； 第三部分为基于规范和试验成果的研究，主要介绍规范的设计方法和构造要求，并和本文的方法进行比较，同时用ANSYS精心分析，此外还介绍了国内外混凝土规范的设计方和构造要求以及其不同点； 第四部分为《混凝土力学》网络课程的文本设计以及其开发意义和方法，利用现有的工具和相关技术，初步创建《混凝土力学》课程网站，配备登陆系统和论坛等交互内容，并提出了网站建设的设想和受压部分知识点的结构图； 第五部分为结论和展望，对本文所做出的成果做进一步的总结，并提出有待研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外混凝土构件裂缝宽度计算方法的研究进展

1.2.1国外混凝土构件裂缝宽度计算方法的研究进展

1.2.2国内混凝土构件裂缝宽度计算方法的研究进展

1.3本课题研究的背景

1.4本文的工作

第2章混凝土构件裂缝计算的力学分析

2.1力学分析

2.1.1用混凝土力学原理条件下的裂缝宽度计算模式

2.1.2方程解答

2.2混凝土构件裂缝宽度计算的影响因素

2.3力学方法与试验方法和规范比较

2.4小结

第3章基于规范、试验成果及有限元理论的研究

3.1国内的主要的成果

3.1.1南京工学院的研究

3.1.2同济大学的研究

3.1.3大连工学院的研究

3.2规范的计算方法

3.3规范的构造要求

3.4国外规范计算方法的介绍

3.4.1前苏联的研究

3.4.2欧洲规范2的计算公式

3.4.3美国ACI318-2005方法的裂缝控制

3.5中美规范的比较

3.6有限元分析

3.6.1有限元方法在钢筋混凝土研究中的应用

3.6.2混凝土有限元分析的基本理论

3.6.3混凝土轴心受力构件有限元模型的建立

3.6.4有限元程序的分析与求解

3.6力学分析方法与ANSYS分析、试验值的比较

3.7小结

第4章《混凝土力学》网络课程文本设计及其开发

4.1网络课程的特点及优势

4.2网络课程的发展与现状

4.2.1国外网络课程的发展现状

4.2.2我国网络课程的发展现状

4.3网络课程建设的理论与技术基础

4.3.1网络课程建设的理论基础

4.3.2网络课程建设的技术基础

4.4基于《混凝土力学》的网络课程文本的实现

4.4小结

第5章总结和展望

5.1结论

5.2有待进一步研究的问题

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的学术论文

致谢