体外预应力混凝土简支梁受弯性能的有限元分析

摘要

本文采用有限元数值模拟的方法对影响体外预应力混凝土简支梁受弯性能的各因素做了较为全面的研究分析。 在研究过程中，本文首先运用ANSYS建立了Tan Kiang-Hwee，Ng Chee-Khoon等所作试验中的T-0、T-1、T-2共三根体外预应力混凝土简支梁的有限元模型。对各模型梁进行了从加载直到破坏的全过程数值分析。通过计算结果与试验实测结果的对比分析，验证了将ANSYS应用于体外预应力混凝土简支梁防真分析时的可靠性。 本文运用ANSYS所提供的APDL建模方法建立了11组共107种体外预应力混凝土简支梁的有限元模型。考虑材料非线性与几何非线性，对各模型梁进行了非线性全过程分析。前8组为直线型无转向块体外预应力混凝土简支梁，主要以普通钢筋配筋率、普通钢筋屈服强度、体外预应力筋配筋率、体外预应力筋弹性模量、初始张拉应力、体外预应力筋的有效偏心距、混凝土轴心抗压强度以及梁跨高比等为参数变量，详细研究了以上各参数对梁受弯性能的影响。后3组共33种模型重点分析了转向块数目、预应力筋线形、荷载形式以及力筋与转向块间的摩擦等对体外预应力混凝土梁的二次效应的影响。研究成果加深了对体外预应力梁受弯性能与机理的认识和了解，分析结果可为体外预应力梁的优化设计提供参考依据。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1体外预应力技术简介

1.1.1基本概念

1.1.2体外预应力与体内有、无粘结预应力的差异

1.2体外预应力混凝土结构的优缺点

1.2.1体外预应力混凝士结构的优点

1.2.2体外预应力混凝土结构的缺点

1.3体外预应力技术的发展历程

1.3.1体外预应力的早期应用

1.3.2体外预应力的发展

1.4体外预应力技术在国内外的研究现状

1.4.1国外研究现状

1.4.2国内研究现状

1.5选题背景和本论文的主要工作

第二章 体外预应力简支梁的受力特性及理论计算方法

2.1体外预应力结构的力学特性

2.2体外预应力混凝土简支梁的受弯承载力计算

2.2.1计算基本假定

2.2.2正截面分析

2.3有关体外预应力筋极限应力的国内外计算公式

2.4本章小结

第三章 体外预应力简支梁的有限元程序模拟分析

3.1引言

3.2基丁ANSYS的体外预应力混凝土简支梁分析

3.2.1单元选择

3.2.2钢筋混凝土模型的建立

3.2.3本构关系模型和破坏准则

3.2.4体外预应力的施加

3.2.5非线性求解方法的选择

3.2.6程序收敛的问题

3.3典型试验的有限元计算验证

3.3.1试验介绍

3.3.2试验梁有限元模型的建立

3.3.3试验值与计算值的对比

3.4本章小结

第四章 体外预应力简支梁弯曲性能的参数研究

4.1引言

4.2用于参数研究的体外预应力简支梁概况

4.3计算采用的单元类型与材料本构关系

4.4受拉区非预应力筋配筋率的影响

4.5非预应力筋屈服强度的影响

4.6体外预应力筋配筋率的影响

4.7体外预应力筋弹性模量的影响

4.8体外预应力筋初始应力的影响

4.9体外预应力筋偏心距的影响

4.10混凝土轴心抗压强度的影响

4.11梁跨高比的影响

4.12本章小结

第五章 体外预应力混凝土简支梁的二次效应研究

5.1引言

5.2用于二次效应研究的体外梁概况

5.3转向块的影响

5.4预应力束线形的影响

5.5荷载形式的影响

5.6转向块与预应力筋间摩擦系数的影响

5.7本章小结

第六章 结论与展望

6.1本文的主要工作及结论

6.1.1主要工作

6.1.2结论

6.2展望

参考文献

作者简介

致谢