预制装配式混凝土结构钢筋约束浆锚连接有限元分析

摘要

世界上各发达国家为解决传统住宅建造方式带来的种种问题，都纷纷走上了住宅工业化道路，为顺应时代变化，我国也逐渐开始重视这方面的研究与发展。预制装配式混凝土结构是目前工业化住宅建造中应用最为广泛的一种建筑结构形式，而预制构件之间连接的好坏直接影响其结构的性能。约束浆锚连接是目前国内常用的一种预制构件连接技术，具有安全高效等特点。而焊接预留孔钢筋浆锚连接是在约束浆锚连接的基础之上，结合国内施工特点，由本课题组提出的一种新型钢筋连接方式。通过36个焊接预留孔钢筋浆锚连接试件的单向拉伸加载试验，表明该技术性能优越，极限搭接长度较短。本文运用有限元分析方法对这种连接方式进行了进一步研究。 本文首先简单介绍了焊接预留孔钢筋浆锚连接试验，结合ANSYS软件，从有限元分析的角度出发，在模型及单元的选取、材料属性及本构关系的确定、模型的建立与求解、粘结滑移本构关系的选取等方面对如何模拟该试验进行了具体介绍。随后建立有限元模型，以试验结果为参照，对比分析了构件的裂缝形式、荷载-钢筋伸长量曲线以及荷载-箍筋应变曲线，结果表明模拟效果较好，说明了软件模拟的可行性。在此基础上，对本试验没有进行的部分进行进一步有限元分析，通过改变混凝土强度等级、箍筋配筋率和钢筋直径，讨论研究了不同情况下焊接预留孔钢筋浆锚连接的极限搭接长度，弥补了试验的不足，同时以上述参数为主要影响因素，建立焊接预留孔钢筋浆锚连接的极限搭接长度设计计算公式，为工程实际应用提供参考。 通过以上讨论分析，表明焊接预留孔钢筋浆锚连接具有较短的搭接长度，同时也说明有限分析方法与传统理论计算方法相比具有明显优势。

目录

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第一章 绪论

1. 1 课题背景及意义

1. 2 预制混凝土结构国内外发展情况

1. 3 约束浆锚钢筋连接技术研究现状

1. 4 有限元分析方法在钢筋混凝土方面的应用

1. 5 本文主要研究内容

1. 6 本章小结

第二章 焊接预留孔钢筋浆锚连接试验及有限元分析基础

2. 1 焊接预留孔钢筋浆锚连接试验概况

2.2 ANSYS有限元分析基础

2. 3 焊接预留孔浆锚搭接连接有限元分析前处理

2. 4 考虑粘结滑移的钢筋混凝土有限元分析

2. 5 本章小结

第三章 焊接预留孔浆锚搭接连接试验有限元分析

3. 1 钢筋直径为12mm试件的有限元分析

3. 2 钢筋直径为16mm试件的有限元分析

3. 3 钢筋直径为20mm试件的有限元分析

3. 4 结果分析

3. 5 本章小结

第四章 焊接预留孔钢筋极限搭接长度的有限元研究

4. 1 混凝土为C 50情况下极限搭接长度有限元研究

4. 2 混凝土为C 40情况下极限搭接长度有限元研究

4. 3 混凝土为C 30情况下极限搭接长度有限元研究

4. 4 本章小结

结论与不足

结论

不足

参考文献

致谢