当前位置:主页 > 科技论文 > 路桥论文 >

一种钢筋混凝土框架式涵洞破坏形态与承载力分析

发布时间:2018-10-20 07:15
【摘要】:一种具有独特端部配筋的钢筋混凝土框架式涵洞结构在美国部分地区应用广泛,该类结构主要承受车辆轮压等荷载。这些涵洞使用近半个世纪以来,虽然在涵洞结构的底部出现轻微的纵向裂缝,但涵洞结构却从未出现过重大的损伤和性能退化现象。为进一步明确这类涵洞结构的破坏形态和承载力,为后续该类结构的维护或加固工作提供技术支持,本课题组与美国特拉华大学合作,对该类结构的破坏形态和承载力进行研究。在试验研究的基础上,对四个典型试件的破坏全过程、破坏形态和承载力进行了有限元模拟分析。通过选取合适的材料本构关系,与ABAQUS提供的混凝土损伤塑性模型结合起来,对混凝土损伤塑性本构关系参数的确定方法进行研究,并将试验和有限元模拟结果进行对比,验证所选参数的合理性。在对试件有限元模拟的基础上,分析四个典型试件的破坏全过程,结果表明,在跨中集中加载、两点对称加载和两点非对称加载三种加载方式下,试件的破坏形态均为剪压破坏,在两点对称加载下的承载力约达到跨中集中加载下承载力的两倍。在此基础上,对大宽度试件进行有限元模拟,结果表明:大宽度试件的破坏形态由剪压破坏转变为冲切破坏,试件的竖向位移变化较小,而承载力大大提高。分析表明,对于四个典型试件,当荷载值约达到破坏荷载的一半时,试件端部弯起钢筋才出现较明显的拉力,即弯起钢筋的存在延缓了试件端部混凝土的破坏,与端部不配筋情况相比,对提高试件承载力有一定贡献。分别利用中美欧加四国规范和基于塑性铰假定的框架计算理论,对试件的承载力进行计算分析,结果表明:对于试件的受弯承载力,各国规范得到的计算结果均偏保守,而框架计算理论的计算结果与试验结果符合较好。对于试件的受剪承载力,AASHTO MCFT采用基于修正压力场理论的受剪模型得到的计算结果精度较好。最后,对大宽度试件有效宽度的取值进行了研究,提出了改进方法,并基于改进后的有效宽度值,建立试件的承载力计算公式。
[Abstract]:A reinforced concrete frame culvert structure with unique end reinforcement is widely used in some parts of the United States. Since the use of these culverts for nearly half a century, although there have been slight longitudinal cracks at the bottom of culverts, there has never been any significant damage and performance degradation in culverts. In order to further clarify the failure form and bearing capacity of this kind of culvert structure and provide technical support for the subsequent maintenance or reinforcement of this kind of structure, our team cooperated with the University of Delaware in the United States. The failure mode and bearing capacity of this kind of structure are studied. On the basis of experimental study, the failure process, failure form and bearing capacity of four typical specimens were simulated by finite element method. By selecting appropriate material constitutive relation and combining with the concrete damage plastic model provided by ABAQUS, the method of determining the parameters of concrete damage plastic constitutive relation is studied, and the results of test and finite element simulation are compared. Verify the rationality of the selected parameters. Based on the finite element simulation of the specimen, the failure process of the four typical specimens is analyzed. The results show that, under the three loading modes of concentrated span loading, two point symmetric loading and two point asymmetric loading, The failure modes of the specimens are shear compression failure, and the bearing capacity of the specimens under two-point symmetrical loading is about twice as high as that under concentrated strain-and-span loading. On this basis, the finite element simulation of the large-width specimen is carried out. The results show that the failure mode of the large-width specimen is changed from shear-compression failure to punch-shear failure, the vertical displacement of the specimen is small and the bearing capacity is greatly improved. The analysis shows that for the four typical specimens, when the load value is about half of the failure load, the bending steel bar at the end of the specimen appears more obvious tensile force, that is, the existence of the bending steel bar delays the destruction of concrete at the end of the specimen. Compared with the non-reinforcement at the end, it has a certain contribution to improve the bearing capacity of the specimens. By using the code of China, America, Europe and Canada and the theory of frame calculation based on plastic hinge assumption, the bearing capacity of the specimens is calculated and analyzed. The results show that the calculation results of the flexural capacity of the specimens are conservative. The calculated results of the frame calculation theory are in good agreement with the experimental results. For the shear bearing capacity of the specimen, the shear model based on the modified pressure field theory is used to calculate the shear capacity of the specimen, and the accuracy of the calculation results is good. Finally, the effective width of large width specimen is studied, and an improved method is put forward. Based on the improved effective width value, the bearing capacity calculation formula of the specimen is established.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U449

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 柯昌君;江盼;;混凝土强度评定中几个问题的探讨[J];混凝土;2008年08期

2 摆全生;;议梁柱不同混凝土强度等级的处理方法[J];科技传播;2010年12期

3 王宗昌;;混凝土外部防腐[J];建筑工人;1996年03期

4 张敏;混凝土裂缝的成因分析及防治[J];广东建材;2000年01期

5 邸小坛,徐聘,陶里,周燕;混凝土构件强度修正系数0.88是考虑受力状态对混凝土强度的影响[J];工程质量;2001年12期

6 阮炯正;如何确定混凝土防冻剂的掺量[J];混凝土;2001年01期

7 唐昌辉,易伟建,沈蒲生;混凝土轴心受压柱的可靠性研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年01期

8 肖长祥,肖如松,陶晓斌,张兴久;混凝土强度等级验收规定的历史演变[J];低温建筑技术;2003年04期

9 邱玉深;;混凝土裂缝为何越来越多(对话)[J];建筑工人;2003年04期

10 赖正汉;浅析混凝土的配合比与强度[J];山西建筑;2004年09期

相关会议论文 前10条

1 于海祥;武建华;唐明;;混凝土分段曲线受压损伤模型[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年

2 陈新华;陈小静;;浅谈粉煤灰在混凝土中的作用及应注意的问题[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年

3 万志钢;李波;;正确理解混凝土强度评定方法中的若干概念[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年

4 郅磊;胡博;;混凝土硫酸镁侵蚀的探讨[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年

5 韩建国;胡益彰;阎培渝;;混凝土在不同湿度条件下强度发展历程研究[A];特种混凝土与沥青混凝土新技术及工程应用[C];2012年

6 吴从超;白绍良;;利用混凝土高应变损伤累积本构模型的模拟分析[A];第三届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2011年

7 张永胜;李雁英;;超长混凝土框架结构非线性有限元研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年

8 耿双林;兰新保;;混凝土的质量控制[A];河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集[C];2010年

9 袁海军;;剪压法检测混凝土强度的试验研究[A];第八届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C];2004年

10 戎君明;;混凝土强度验评方法的合理性探讨[A];“发展绿色技术,建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 周启明;混凝土的质量控制[N];伊犁日报(汉);2009年

2 谢江涛 王芳;混凝土施工质量的控制[N];建筑时报;2006年

3 王治;现浇钢筋混凝土楼板裂缝的原因分析及防治措施[N];伊犁日报(汉);2007年

4 宋森华邋李文龙 朱炳达;楼屋面裂缝产生原因和防治措施[N];建筑时报;2007年

5 金灿华;浅谈超长结构混凝土无缝施工技术[N];中华建筑报;2006年

6 林宗寿;防止混凝土钢筋锈蚀应注意的几个问题[N];中国建材报;2011年

7 浙江泰舜建设有限公司 范国庆;现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因及防治[N];建筑时报;2007年

8 杨勇;屋面裂缝的分析和防治措施[N];伊犁日报(汉);2007年

9 肖建勋;商品混凝土的质量控制措施[N];中国建设报;2007年

10 江苏大汉建筑有限公司总经理 张开文;浅谈浇楼板裂缝的预防与处理[N];大众科技报;2009年

相关博士学位论文 前5条

1 祝明桥;混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析[D];湖南大学;2004年

2 张玉敏;不同应变率下混凝土力学性能的试验研究[D];北京工业大学;2012年

3 李浩;混凝土结构抗震性能的不确定性分析与研究[D];湖南大学;2011年

4 黄胜前;大跨度预应力混凝土箱梁桥开裂的形变机理研究[D];西南交通大学;2014年

5 毛达岭;500MPa级钢筋混凝土受压构件受力性能研究[D];郑州大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 郭凯;一种钢筋混凝土框架式涵洞破坏形态与承载力分析[D];西安建筑科技大学;2015年

2 赵芳;混凝土基本构件内部温度场的测定与分析[D];河南工业大学;2010年

3 史艳;损伤混凝土受压本构关系试验研究[D];中南大学;2013年

4 王自平;基于叠加偏移成像技术混凝土结构损伤识别方法[D];江苏大学;2007年

5 刘佳迪;普通强度混凝土单轴动态受拉试验研究[D];河北工业大学;2012年

6 徐娜;钢筋混凝土构件损伤的识别与判定[D];哈尔滨工业大学;2008年

7 吴俊杰;常温下混凝土T梁温度变形实验与计算方法研究[D];福州大学;2004年

8 田子坤;混凝土单轴动态受拉损伤试验研究[D];大连理工大学;2007年

9 刘文亮;基于人工神经网络的混凝土收缩变形控制和优化研究[D];天津大学;2010年

10 龙小波;混凝土构件刚度的计算理论及有限元分析[D];武汉理工大学;2007年



本文编号:2282438

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2282438.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6f84e***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com