温度作用下钢管混凝土结构的徐变研究

摘要

徐变，作为混凝土材料的一个重要特性，能够增大混凝土结构的变形、迫使结构的内力和构件截面的应力产生重新分布，并且降低结构的承载能力，在工程实际中是一个不可忽视的因素。温度，作为另一个在工程中需要考虑的重要因素，能够对混凝土的徐变性能有着显著的影响。温度发生变化，徐变的速率也会发生明显的变化。 目前，国内外对混凝土的徐变效应已经展开了大量的研究，对新型的钢管混凝土组合结构的徐变研究也已有不少。然而，基于对钢管混凝土在温度作用下的徐变特性的研究却非常少，目前仅仅停留在构件层面上，而基于结构整体的考虑温度作用下的徐变特性研究尚没有开展。 本文基于微预应力固结理论，建立了考虑温度作用的钢管混凝土结构的徐变计算方法，并对实际的钢管混凝土拱桥结构（丫髻沙大桥）的徐变效应进行了分析。一方面，通过将计算结果与实测结果对比，验证了模型和参数选取的正确性；另一方面，通过比较考虑温度变化和不考虑温度变化两种情况来阐述在徐变分析中考虑温度作用必要性。 本文还分别详细分析了温度因素和非温度因素两方面对于钢管混凝土结构徐变性能的影响。在温度因素的分析中，对比分析了17℃、22℃、27℃、32℃、37℃五种情况下的徐变效应变化规律；在非温度因素的分析中，重点考虑了含钢率和混凝土强度两大因素；并且，本文还探讨了在徐变效应分析中，温度因素与非温度因素之间的耦合性。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 引言

1.1 选题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 钢管混凝土徐变的国内外研究现状

1.2.2 温度作用下混凝土徐变的国内外研究现状

1.2.3 考虑温度作用的钢管混凝土徐变性能

1.3 本文的研究内容

1.4 本文的创新点

2 考虑温度影响的混凝土徐变

2.1 混凝土的徐变机理

2.2 微预应力固结理论

2.2.1 微预应力固结理论基本原理

2.2.2 微预应力固结理论的基本数学模型

2.2.3 考虑温度作用的微预应力固结理论数学模型

2.2.4 考虑温度效应的微预应力法的数值解法

3 考虑温度影响下的钢管混凝土拱桥徐变分析方法

3.1 钢管混凝土构件的徐变分析

3.1.1 钢管混凝土构件徐变分析的基本假设

3.1.2 钢管混凝土偏心构件的受力分析

3.1.3 钢管混凝土偏心受力构件徐变分析

3.1.4 钢管混凝土的统一理论

3.2 考虑温度作用的钢管混凝土拱桥徐变有限元分析方法

3.2.1 拱桥徐变分析基本假设

3.2.2 钢管混凝土拱桥徐变的有限元分析基本思路

3.2.3 考虑温度作用后的分析方法

4 算例分析

4.1 丫髻沙大桥的工程概况

4.2 广州地区气温取值

4.3结构有限元分析

4.3.1 取日平均温度进行徐变计算

4.3.2 采用月平均气温计算

5参数分析

5.1 考虑不同温度下的徐变分析

5.2 含钢率对钢管混凝土拱桥结构徐变的影响

5.2.1 室温条件下含钢率对钢管混凝土拱桥结构徐变的影响

5.2.2 非室温条件下不同含钢率对结构徐变的影响

5.3 混凝土强度对钢管混凝土拱桥结构徐变的影响

5.3.1 室温条件下混凝土强度对钢管混凝土拱桥结构徐变的影响

5.3.2 非室温条件下不同混凝土对结构徐变的影响

6 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录 环境温度取值(广州市)

作者简历