劲性钢筋轻骨料混凝土梁抗弯刚度的数值模拟分析

摘要

劲性钢筋轻骨料混凝土是一种新型的结构体系，它是将型钢和轻骨料混凝土结合在了一起，它综合了劲性钢筋混凝土的一系列优点，即延性好，防火性能好，防腐性能高，抗震性能好，还综合了轻骨料混凝土的优点，即强度比较高，自重比较轻，保温性能好，明显提高了经济效益，很适合我国在建设方面的情况，将会有很好的发展前景。　　我国大多是通过试验的方法来研究劲性钢筋轻骨料混凝土结构构件的性能，由于试验研究本身的局限性，无法获得构件在任意时刻的受力状况和性能。因此，运用有限元分析软件对劲性钢筋轻骨料混凝土构件进行数值模拟，获得更全面的数据，是深入研究劲性钢筋轻骨料混凝土构件抗弯性能的重要手段。本文运用大型有限元软件FEPG进行数值模拟计算，对劲性钢筋轻骨料混凝土梁的研究做了如下工作:　　1、从二维计算角度，分析了劲性钢筋轻骨料混凝土梁采用的非均质材料的合理性，对梁的弹性阶段、弹塑性阶段采用的算法及破坏阶段采用的破坏准则进行了详细分析，弹性阶段采用弹性增量法;弹塑性阶段采用的是弹塑性增量法，应力与应变之间不再存在一一对应的关系。　　2、从三维的角度，运用有限元分析软件FEPG选取合理的力学模型，对劲性钢筋轻骨料混凝土梁进行建模，并将软件模拟计算得到的挠度荷载曲线与试验曲线进行对比，验证本文所建FEPG模型的合理性及可行性。　　3、通过建立更多模型，进一步分析了梁的含钢率、配箍率、配筋率与劲性钢筋屈服强度等对劲性钢筋轻骨料混凝土梁抗弯刚度的影响。　　本文对以后深入研究劲性钢筋轻骨料混凝土构件的系列研究奠定了一定的理论基础。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 概述

1．2 劲性钢筋混凝土结构的发展史及刚度计算方法

1．2．1 劲性钢筋混凝土结构的发展史

1．2．2 劲性钢筋混凝土结构的刚度计算方法

1．3 轻骨料混凝土结构的发展史及刚度计算方法

1．3．1 轻骨料混凝土结构的发展史

1．3．2 轻骨料混凝土结构的刚度计算方法

1．4 劲性钢筋轻骨料混凝土结构的发展史及刚度计算方法

1．4．1 劲性钢筋轻骨料混凝土结构的发展史

1．4．2 劲性钢筋轻骨料混凝土结构的刚度叠加计算方法

1．5 本文主要研究内容

2 FEPG有限元法的基本原理

2．1 FEPG系统概述

2．2 FEPG系统步骤及操作方法

2．3 FEPG有限元计算程序生成的理论及文件

2．4 FEPG增量算法与分级加载实现

2．4．1 弹性增量法与分级加载

2．4．2 弹塑性增量法

2．5 FEPG剪破裂实现

2．5．1 剪破裂要点

2．5．2 剪破裂理论

2．5．3 剪破裂算例

2．6 本章小结

3 劲性钢筋轻骨料混凝土梁抗弯刚度的有限元分析

3．1 劲性钢筋轻骨料混凝土梁试验研究

3．1．1 试验概况

3．1．2 试验相关研究内容及结果

3．2 基于FEPG的劲性钢筋轻骨料混凝土梁有限元模型

3．2．1 网格划分

3．2．2 力学模型

3．3 有限元计算结果与试验结果对比分析

3．4 劲性钢筋轻骨料混凝土梁抗弯刚度的影响因素分析

3．4．1 含钢率的影响

3．4．2 配箍率的影响

3．4．3 配筋率的影响

3．4．4 劲性钢筋的屈服强度的影响

3．5 计算结果和模拟结果的对比

3．6 本章小结

4 结论与展望

4．1 本文的工作总结

4．2 展望

参考文献

作者简历

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