基于细观层次的钢筋—次轻混凝土粘结性能研究
发布时间：2021-12-17 05:12
次轻混凝土凭借其轻质高强、隔热保温等性能主要应用于超高层建筑、大跨度桥梁、海洋平台等工程中,为了更好的把握次轻混凝土的相关性能,开发其实用性和经济性,本文在钢筋与普通混凝土粘结理论研究的基础上,开展了变形钢筋-次轻混凝土的粘结性能的课题研究。变形钢筋与次轻混凝土粘结作用复杂而多变,已有研究多基于宏观层次,将混凝土看作单一的均质材料,这种处理方法经过时间的论证确实有效,但想要更深入的研究钢筋与混凝土的粘结破坏机理,仍需要从混凝土多相复合非均质材料的本质入手。本文从细观层次的角度出发,运用细观数值模拟的方法建立了变形钢筋-次轻混凝土单端拉拔细观数值分析模型,研究其粘结破坏机理与粘结性能。论文的主要研究内容与结论如下:（1）基于混凝土细观力学的基本理论,将变形钢筋-次轻混凝土单端拉拔试件视作由钢筋、砂浆、普通骨料、轻骨料以及钢筋-砂浆界面材料组成的多相复合材料,建立细观数值分析模型。首先通过骨料级配理论计算骨料数量,运用蒙特卡罗方法分别进行普通骨料和轻骨料的随机投放,并建立算法避免材料间的干涉重叠。然后采用ANSYS的网格划分技术进行各项材料的网格划分,参数定义。模型的建立基于APDL语言,...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１拉拔试件截面示意图??
中骨料的随机生成通过骨料的随机投放组（Ａ，％。）建立圆形骨料几何模型，在，本文平面模型尺寸为１５０ｍｍ?ｘ?１５０ｍｍ骨料始终被投放在既定骨料域内：??ｊ〇＜ｘ，±／？，＜Ｘｍａｘ间，骨料与钢筋之间不能出现重叠、交错需满足条件：??．?ｘ，今之舛ｐ．－ｘｊｆ?＋?ｉｙ－ｙ．ｆ??、ｎｎａ—平面模型域最大坐标值；??料的影响范围系数，即考虑骨料颗粒最小在１．０至丨．３之间，本文取１．１１３７１。??
取钢筋模型的最小单元尺寸为２ｍｍ，考虑到钢筋横肋的横截面尺寸，需对钢??筋模型进行适当的简化，平面模型中，将横肋简化为边长２ｍｍ的正方形块体，??钢筋参数如图２－３所示：??〇ｉ??ｊ—匚钢肋?］??Ｉ?「ｙ简化的横肋??？???．２０?ｕ??图２－３钢筋平面模型形状参数（单位：ｍｍ）??钢筋与次轻混凝土的粘结区是拉拔模型的重点和难点，考虑钢筋与混凝土粘??结作用与相对滑移的数值模拟，大多数研宄都是基于宏观层次，在混凝土分离式??模型的基础上引入粘结单元，模拟钢筋与混凝土之间的粘结滑移，反映两者之间??的相互作用，对于钢筋，大多数研究都将其简化为线性，并不能反映变形钢筋横??肋在粘结破坏中的作用，本文在细观层次上进行钢筋与混凝土粘结滑移的数值模??拟，充分考虑横肋作用的影响，采用文献【６４】的方法，假设钢筋与次轻混凝土??之间存在一层尺寸很小的界面区，通过较小尺寸的界面单元的损伤破坏过程反映??钢筋与次轻混凝土的粘结破坏过程。变形钢筋与砂浆基体间的界面区单元是将与??钢筋接触的砂浆单元通过一定程度的单元细分得到的
【参考文献】：
期刊论文
[1]次轻混凝土的抗折性能试验研究[J]. 张燕坤,王玉成,吴晓龙. 北方工业大学学报. 2016(03)
[2]骨料和砂浆等影响混凝土强度的细观层次机理分析[J]. 阮征,陈力,洪建,张锦华,方秦. 建筑材料学报. 2014(06)
[3]不同钢筋与混凝土粘结性能的研究进展[J]. 孔纲,张强,车淳山,郑菁菁,林志坚. 材料保护. 2014(05)
[4]光面钢筋拉拔试验细观数值模拟研究[J]. 赵琳,李建波,付兵. 建筑科学与工程学报. 2013(02)
[5]混合骨料混凝土劈裂抗拉性能试验研究[J]. 张燕坤,张秀满,周小二. 北方工业大学学报. 2011(03)
[6]带肋钢筋与混凝土粘结性能的细观数值模拟[J]. 王海龙,李朝红,徐光兴. 西南交通大学学报. 2011(03)
[7]混凝土损伤断裂的三维细观数值模拟[J]. 李朝红,王海龙,徐光兴. 中南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[8]骨料形状对混凝土拉伸强度的影响[J]. 琚宏昌,陈国荣,夏晓舟. 河海大学学报(自然科学版). 2008(04)
[9]混凝土破裂过程的三维数值模型[J]. 党发宁,韩文涛,郑娅娜,梁昕宇,陈厚群. 计算力学学报. 2007(06)
[10]混凝土损伤演化的随机力学参数细观数值影响分析[J]. 李建波,林皋,陈健云,赵娟. 建筑科学与工程学报. 2007(03)
博士论文
[1]复杂应力状态下钢筋与混凝土的粘结性能[D]. 徐锋.大连理工大学 2012
[2]基于损伤断裂理论的混凝土破坏行为研究[D]. 李朝红.西南交通大学 2012
[3]基于宏细观力学的混凝土破损行为研究[D]. 唐欣薇.清华大学 2009
[4]混凝土动静力破坏过程的数值模拟及细观力学分析[D]. 周尚志.西安理工大学 2007
[5]高强次轻混凝土的研究与应用[D]. 丁庆军.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]高强陶粒混凝土与高强钢筋的粘结锚固性能试验研究[D]. 姚瑞.郑州大学 2017
[2]粘结界面细观损伤演化及其对钢筋混凝土结构性能退化作用机理[D]. 汪璇.东南大学 2016
[3]混合骨料混凝土与变形钢筋粘结性能试验研究[D]. 李立明.北方工业大学 2016
[4]混合骨料混凝土力学性能的仿真模拟[D]. 赵书山.北方工业大学 2014
[5]基于细观尺度的水泥混凝土受荷开裂模拟[D]. 尤作磊.长安大学 2012
[6]混合骨料混凝土力学性能数值模拟研究[D]. 吴海英.北方工业大学 2011
[7]混合骨料混凝土梁正截面承载力试验研究[D]. 陈二燕.北方工业大学 2008
[8]轻骨料混凝土力学性能的细观数值模拟研究[D]. 陈桂斌.大连理工大学 2007
[9]钢筋锈蚀拉拔试验及其粘结性能研究[D]. 徐育才.华中科技大学 2006
[10]高强次轻混凝土的研究[D]. 田耀刚.武汉理工大学 2005
本文编号：3539463
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１拉拔试件截面示意图??
中骨料的随机生成通过骨料的随机投放组（Ａ，％。）建立圆形骨料几何模型，在，本文平面模型尺寸为１５０ｍｍ?ｘ?１５０ｍｍ骨料始终被投放在既定骨料域内：??ｊ〇＜ｘ，±／？，＜Ｘｍａｘ间，骨料与钢筋之间不能出现重叠、交错需满足条件：??．?ｘ，今之舛ｐ．－ｘｊｆ?＋?ｉｙ－ｙ．ｆ??、ｎｎａ—平面模型域最大坐标值；??料的影响范围系数，即考虑骨料颗粒最小在１．０至丨．３之间，本文取１．１１３７１。??
取钢筋模型的最小单元尺寸为２ｍｍ，考虑到钢筋横肋的横截面尺寸，需对钢??筋模型进行适当的简化，平面模型中，将横肋简化为边长２ｍｍ的正方形块体，??钢筋参数如图２－３所示：??〇ｉ??ｊ—匚钢肋?］??Ｉ?「ｙ简化的横肋??？???．２０?ｕ??图２－３钢筋平面模型形状参数（单位：ｍｍ）??钢筋与次轻混凝土的粘结区是拉拔模型的重点和难点，考虑钢筋与混凝土粘??结作用与相对滑移的数值模拟，大多数研宄都是基于宏观层次，在混凝土分离式??模型的基础上引入粘结单元，模拟钢筋与混凝土之间的粘结滑移，反映两者之间??的相互作用，对于钢筋，大多数研究都将其简化为线性，并不能反映变形钢筋横??肋在粘结破坏中的作用，本文在细观层次上进行钢筋与混凝土粘结滑移的数值模??拟，充分考虑横肋作用的影响，采用文献【６４】的方法，假设钢筋与次轻混凝土??之间存在一层尺寸很小的界面区，通过较小尺寸的界面单元的损伤破坏过程反映??钢筋与次轻混凝土的粘结破坏过程。变形钢筋与砂浆基体间的界面区单元是将与??钢筋接触的砂浆单元通过一定程度的单元细分得到的
【参考文献】：
期刊论文
[1]次轻混凝土的抗折性能试验研究[J]. 张燕坤,王玉成,吴晓龙. 北方工业大学学报. 2016(03)
[2]骨料和砂浆等影响混凝土强度的细观层次机理分析[J]. 阮征,陈力,洪建,张锦华,方秦. 建筑材料学报. 2014(06)
[3]不同钢筋与混凝土粘结性能的研究进展[J]. 孔纲,张强,车淳山,郑菁菁,林志坚. 材料保护. 2014(05)
[4]光面钢筋拉拔试验细观数值模拟研究[J]. 赵琳,李建波,付兵. 建筑科学与工程学报. 2013(02)
[5]混合骨料混凝土劈裂抗拉性能试验研究[J]. 张燕坤,张秀满,周小二. 北方工业大学学报. 2011(03)
[6]带肋钢筋与混凝土粘结性能的细观数值模拟[J]. 王海龙,李朝红,徐光兴. 西南交通大学学报. 2011(03)
[7]混凝土损伤断裂的三维细观数值模拟[J]. 李朝红,王海龙,徐光兴. 中南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[8]骨料形状对混凝土拉伸强度的影响[J]. 琚宏昌,陈国荣,夏晓舟. 河海大学学报(自然科学版). 2008(04)
[9]混凝土破裂过程的三维数值模型[J]. 党发宁,韩文涛,郑娅娜,梁昕宇,陈厚群. 计算力学学报. 2007(06)
[10]混凝土损伤演化的随机力学参数细观数值影响分析[J]. 李建波,林皋,陈健云,赵娟. 建筑科学与工程学报. 2007(03)
博士论文
[1]复杂应力状态下钢筋与混凝土的粘结性能[D]. 徐锋.大连理工大学 2012
[2]基于损伤断裂理论的混凝土破坏行为研究[D]. 李朝红.西南交通大学 2012
[3]基于宏细观力学的混凝土破损行为研究[D]. 唐欣薇.清华大学 2009
[4]混凝土动静力破坏过程的数值模拟及细观力学分析[D]. 周尚志.西安理工大学 2007
[5]高强次轻混凝土的研究与应用[D]. 丁庆军.武汉理工大学 2006
硕士论文
[1]高强陶粒混凝土与高强钢筋的粘结锚固性能试验研究[D]. 姚瑞.郑州大学 2017
[2]粘结界面细观损伤演化及其对钢筋混凝土结构性能退化作用机理[D]. 汪璇.东南大学 2016
[3]混合骨料混凝土与变形钢筋粘结性能试验研究[D]. 李立明.北方工业大学 2016
[4]混合骨料混凝土力学性能的仿真模拟[D]. 赵书山.北方工业大学 2014
[5]基于细观尺度的水泥混凝土受荷开裂模拟[D]. 尤作磊.长安大学 2012
[6]混合骨料混凝土力学性能数值模拟研究[D]. 吴海英.北方工业大学 2011
[7]混合骨料混凝土梁正截面承载力试验研究[D]. 陈二燕.北方工业大学 2008
[8]轻骨料混凝土力学性能的细观数值模拟研究[D]. 陈桂斌.大连理工大学 2007
[9]钢筋锈蚀拉拔试验及其粘结性能研究[D]. 徐育才.华中科技大学 2006
[10]高强次轻混凝土的研究[D]. 田耀刚.武汉理工大学 2005
本文编号：3539463
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