混凝土T形梁收缩徐变长期效应试验研究

发布时间：2017-10-28 22:23

  本文关键词：混凝土T形梁收缩徐变长期效应试验研究

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【摘要】：我国交通运输建设已基本完成,随着在役桥梁使用年限的增长越来越多的劣化问题将会暴露出来。预计在接下来的几十年会产生大量的典型破坏结构。在我国规范中依据CEB MC90模型设计了JTG模型来对收缩徐变进行预估,可能会出现估计不足情况。收缩徐变作为混凝土材料劣化不可避免的一部分,将再次受到人们的关注。基于对未来的考量交运部公路科学研究院通州试验场桥梁中心于2013-2016年度安排实施了钢筋混凝土T型梁收缩徐变长期效应试验,本文所有成果基于该试验研究采集数据。常规收缩徐变的实验研究多采用单轴受压构件,较少采用梁体受力结构。梁体结构的受力较为复杂,在数据处理及对以往试验查阅中发现存在试验数据处理不明的问题,未注明区分温湿度、载荷、收缩、徐变四类影响因素对梁体上部混凝土应变的详细过程。本文就区分上述各类应变的争议点提出个人看法。并针对该实验三项考虑因素(持荷重度、支座类型、养护龄期)将处理后数据结果进行对比分析,得出不同因素对收缩徐变的影响。与以往结论一致的是徐变函数随养护龄期增大而减小,相同情况下滑动支座的徐变函数大于固定支座,与以往结论不一致的是应力状态越大的梁体徐变函数反而越小。这需要其他同类型试验进一步佐证。除此之外将实测数据与各类常规预测模型对照,发现以单轴向试验结论形成的预测模型来评价梁体试验过于危险。为便于对梁体类结构直接进行预估,针对我国现用JTG模型提出梁式结构下的徐变修正浅见。由于是桥梁中心第一次做该类型试验,有很多尚未考虑周全的方面,一并指出供后续工作者参考。最后本文采用ABAQUS软件基于塑性损伤模型对梁体进行计算,编制UMAT徐变子程序模拟长期作用下混凝土结构劣化过程,采用JTG应变曲线拟合级数函数公式系数。模拟过程采用规范推荐系数,不考虑钢筋滑移影响,计算结果与14天试验对比仍偏危险,仍需进一步筛选关键因素对程序做出调整,以满足实际使用要求。
【关键词】：收缩徐变 T型钢筋混凝土梁 预测模型 ABAQUS
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 收缩徐变研究发展概况9-12
• 第2章 收缩徐变理论研究12-16
• 2.1 收缩徐变定义12
• 2.2 收缩徐变机理12-14
• 2.2.1 收缩机理12-13
• 2.2.2 徐变机理13-14
• 2.3 收缩徐变影响因素14-16
• 2.3.1 内部影响因素14-15
• 2.3.1.1 构件外部尺寸形状对混凝土收缩徐变的影响14
• 2.3.1.2 水泥品种对混凝土收缩徐变的影响14
• 2.3.1.3 配合比对混凝土收缩徐变的影响14
• 2.3.1.4 骨料对混凝土收缩徐变的影响14
• 2.3.1.5 外加剂对混凝土收缩徐变的影响14
• 2.3.1.6 配筋对混凝土收缩徐变的影响14-15
• 2.3.1.7 养护条件对混凝土收缩徐变的影响15
• 2.3.2 外部影响因素15-16
• 2.3.2.1 环境温湿度对混凝土收缩徐变的影响15
• 2.3.2.2 加载龄期对混凝土收缩徐变的影响15
• 2.3.2.3 应力条件对混凝土收缩徐变的影响15-16
• 第3章 收缩徐变预测模型16-30
• 3.1 预测模型介绍16-17
• 3.1.1 模型简介16
• 3.1.2 模型建造理论16-17
• 3.1.3 模型对比17
• 3.2 通用符号说明17-18
• 3.3 ACI 209R-92 模型18-21
• 3.3.1 收缩应变19-20
• 3.3.2 徐变函数20-21
• 3.4 BAZANT-BAWEJA B3模型21-23
• 3.4.1 收缩应变21-22
• 3.4.2 徐变函数22-23
• 3.4.2.1 基本徐变函数22
• 3.4.2.2 干燥徐变函数22-23
• 3.5 CEB MC90-99 模型23-27
• 3.5.1 CEB MC 90 收缩函数23-24
• 3.5.2 CEB MC 99 收缩函数24-25
• 3.5.3 徐变函数25-26
• 3.5.4 温度影响因素26
• 3.5.5 高应力影响因素26-27
• 3.6 JTG D62-2004 模型27-28
• 3.6.1 收缩应变27
• 3.6.2 徐变函数27-28
• 3.7 GL2000模型28-30
• 3.7.1 混凝土弹性模量和强度计算公式28-29
• 3.7.2 收缩应变29
• 3.7.3 徐变函数29-30
• 第4章 混凝土T形梁长期性能试验研究30-60
• 4.1 试验目的30
• 4.2 考虑因素30
• 4.3 试件设计与方案30-34
• 4.3.1 试件材料与截面尺寸30-31
• 4.3.2 载荷设计31-32
• 4.3.3 采集仪器设置32-33
• 4.3.4 命名方法33
• 4.3.5 加载步骤33-34
• 4.3.6 试验要求34
• 4.4 数据采集34
• 4.5 数据处理34-40
• 4.5.1 数据初步处理35-36
• 4.5.2 环境应变处理方法36-37
• 4.5.3 收缩应变处理方法37-38
• 4.5.4 初始值选择方法38
• 4.5.5 数据优化方法38
• 4.5.6 下挠数据处理方法38-39
• 4.5.7 钢筋应变处理方法39
• 4.5.8 数据处理方法可行性39-40
• 4.6 数据分析40-51
• 4.6.1 收缩应变对比分析40-41
• 4.6.2 梁体下挠度对比分析41-43
• 4.6.3 钢筋应变对比分析43-46
• 4.6.4 徐变应变对比分析46-51
• 4.6.4.1 徐变系数对比分析46-48
• 4.6.4.2 徐变函数对比分析48-49
• 4.6.4.3 徐变函数试验值与预测值对比分析49-51
• 4.7 模型优化51-58
• 4.7.1 JTG模型与CEBMC99模型异同51-52
• 4.7.2 针对梁式结构JTG模型徐变修正方案52-58
• 4.8 小结与不足58-60
• 第5章 梁体徐变有限元分析60-80
• 5.1 有限元分析目标60
• 5.2 ABAQUS有限元软件简介60
• 5.3 塑性损伤模型60-62
• 5.4 建模过程62-64
• 5.5 徐变子程序设计64-71
• 5.5.1 有限元原理66
• 5.5.2 徐变子程序编制66-71
• 5.6 有限元模拟结果71-79
• 5.7 小结与不足79-80
• 结论与展望80-82
• 参考文献82-85
• 致谢85

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本文编号：1110220