低温环境下钢筋混凝土轴拉构件试验研究及有限元分析

摘要

为保障低温地区钢筋混凝土结构的安全性和耐久性，为低温地区钢筋混凝土结构设计提供参考依据，本文主要对低温及冻融循环作用下配有不同直径钢筋（8mm、10mm和18mm）的钢筋混凝土轴心受拉构件的相关性能进行试验研究及有限元分析。主要工作包括以下几个方面：
　　1.在冬季自然低温环境下对钢筋混凝土构件进行轴向拉拔试验，通过结构层面的分析，检验课题组前期在试验室中对低温条件下钢筋、混凝土的材料性能的研究成果。
　　2.通过钢筋混凝土构件轴向拉拔试验，研究低温条件、冻融循环作用以及配筋参数对钢筋混凝土轴心受拉构件平均裂缝间距、受拉钢筋应变不均匀系数和平均裂缝宽度的影响，结合我国规范的相关规定提出适用于低温条件下的计算方法。
　　3.应用有限元软件对钢筋混凝土轴心受拉构件的受力情况进行模拟分析，对课题组已有的低温条件下钢筋、混凝土相关材料性能以及粘结滑移性能进行验证。并对我国寒地地区极端温度下钢筋混凝土轴拉构件性能进行研究。
　　通过试验研究和有限元分析，可以得到以下结论：
　　1.低温条件下，钢筋混凝土轴心受拉构件的平均裂缝间距随配筋参数d/ρ的增大而增大，平均裂缝宽度随混凝土测点到钢筋表面距离c和配筋参数d/ρ的增大而增大。
　　2.与常温条件相比，低温条件下钢筋混凝土轴心受拉构件的平均裂缝间距和受拉钢筋应变不均匀系数均增大，冻融循环会对其其增长幅度产生影响。
　　3.低温条件下，配筋率较小的试件的平均裂缝宽度增大，配筋率适中的试件的平均裂缝宽度减小。对于配筋率适中的试件，应用课题组前期试验得到的混凝土低温强度计算公式，采用我国规范中的裂缝宽度计算方法可以较好地预测钢筋混凝土构件在低温下的裂缝宽度。
　　4.通过有限元分析发现，应用课题组前期在试验室测得的低温条件下钢筋、混凝土相关力学性能参数变化规律可以较好地模拟出低温条件下钢筋混凝土轴心受拉构件的裂缝开展和分布情况。对于配筋直径为18mm的钢筋混凝土轴心受拉构件，-20℃和-40℃下构件平均裂缝宽度约为20℃下的0.86和0.69。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 裂缝计算理论及方法

2.1 裂缝计算理论

2.2 我国规范裂缝计算公式

2.3 其他各国规范裂缝计算公式

2.4 本章小结

第3章 低温下钢筋混凝土轴心受拉构件试验研究

3.1试验准备

3.2试验过程

3.3试验结果分析

3.4 本章小结

第4章 钢筋混凝土轴心受拉构件有限元分析

4.1 有限元方法

4.2有限元模型建立

4.3 计算结果分析

4.4 变温度参数分析

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢