预应力混凝土T形梁现场静载测试及有限元分析

摘要

与混凝土相比，预应力混凝土是将高强度钢筋和高强度混凝土“能动”地结合在一起，材料得到充分利用。如今，预应力混凝土的应用已遍及高层建筑、市政、桥梁、高耸结构、核电站、海洋工程等等。进而需要进行更加准确和有效的分析。而传统方法在预应力混凝土结构中，未考虑钢筋与混凝土之间的相互作用与协同变形。因此结果值得商榷。
　　 为此对于一些重要构件有必要进行现场测试，以准确了解构件的实际工作状态。本文结合某具体工程，介绍了预应力混凝土梁的现场静载试验。
　　 钢筋混凝土结构有限元分析可以给出结构内力和变形的全过程，包括裂缝的形成和扩展，结构破坏过程和破坏形态，显示出结构薄弱部位，确定结构的极限承载力。其最大难点在于本构模型的准确描述，以及钢筋与混凝土两者之间的粘结滑移。
　　 本文借助ANSYS对预应力混凝土T形梁进行相对简单、更为合理的有限元分析，考虑了混凝土的非线性本构关系,特别探讨了力筋较多及曲线布筋时的建模技术。并通过预应力混凝土梁的现场静载测试结果验证其简便性、正确性。在此基础上对影响梁正常工作性能的物理和几何参数因素进行确认分析，探讨了承载能力的影响因素。
　　 本文的研究成果主要有：根据预应力混凝土结构原理，结合某具体工程进行预应力混凝土T形粱现场静载试验，详细了解预应力混撮土梁的受力状况，可作为检验正常使用的技术依据之一。本文利用耦合法、降温法对力筋较多且曲线布筋的预应力混凝T形梁进行ANSYS非线性有限元分析，特别是阐述了有粘结与无粘结预应力力筋的建模技术,得出了相应的数值解。并通过现场静载试验来对比校核，以说明其简便与精确。并且，通过改变预应力混凝土T形梁的几何参数和物理参数来确定影响梁工作性能的因素。对预应力混凝土T形梁的设计提出若干建议。最后，借助于非线性有限元对预应力混凝土T形梁进行了全过程分析研究，模拟了在外荷载作用下从加载到破坏的全过程。

目录

1 概述

2 预应力混凝土T形梁现场静载试验

3 混凝土结构有限元分析理论及其在ANSYS中的实现

4 预应力混凝土T形梁弹性有限元分析

5 预应力混凝土T形梁非线性有限元分析

6 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

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