钢筋混凝土连续梁局部刚度损伤后的力学分析

发布时间：2017-09-20 14:34

  本文关键词：钢筋混凝土连续梁局部刚度损伤后的力学分析

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【摘要】：钢筋混凝土连续梁桥在使用的过程中,由于受到长期的移动荷载、温度荷载、不可避免的外力冲击破坏等等诸多方面的复杂因素作用,会造成局部混凝土剥落、局部刚度损伤、截面尺寸变化等后果。这些现象均能导致桥梁内力的变化,从而导致桥梁承载能力的下降,对桥梁的正常使用及安全性能产生严重威胁。为研究损伤后的等高度钢筋砼连续箱梁的内力变化规律和损伤定位,采用Midas软件进行模拟,利用刚度的变化来修改损伤参数,通过对比总结力学性能的变化规律。(1)结合国、内外研究现状,介绍了等截面连续梁的有限元计算理论。(2)借鉴国内外成果,分析不同损伤情况下,造成的混凝土连续梁损伤利用有限元软件Midas建立损伤后连续梁模型,提取该模型建立的连续梁内力数据,进行相关分析。(3)定义一处损伤,建立连续梁损伤模型,利用中间对称支座反力进行三次差值,根据得到的支座反力三次差值曲线,通过损伤处曲线突变的规律,确定损伤位置。同理,进行了边跨挠度和转角的三次、二次差值,同样可以根据得到的曲线突变位置和范围,准确地确定损伤位置。
【关键词】：钢筋混凝土 连续梁 抗弯刚度 损伤 Midas软件
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 钢筋混凝土连续梁常见病害12-14
• 1.3 国内外结构的损伤识别方法14-15
• 1.4 国内外研究现状15-20
• 1.4.1 国内研究现状15-19
• 1.4.2 国外研究现状19-20
• 1.5 本文主要研究内容20-21
• 第2章 等截面连续梁有限元计算理论21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 虚功原理21-22
• 2.3 等直杆单元的有限元法22-24
• 2.3.1 结构离散化22-23
• 2.3.2 杆系单元分析的一般方法23
• 2.3.3 杆系结构分析的一般方法23-24
• 2.4 端部位移与端部力的关系24-27
• 2.4.1 轴力与轴向位移的关系24-25
• 2.4.2 弯矩与横向位移及转角的关系25-26
• 2.4.3 剪力与横向位移及转角的关系26-27
• 2.5 单元刚度矩阵的分析27-28
• 2.6 局部坐标系与整体坐标系转换28-31
• 2.6.1 整体坐标系28-30
• 2.6.2 坐标变换30-31
• 2.7 单元应变与应力31-32
• 2.8 等截面直杆的整体分析32
• 2.9 本章小结32-33
• 第3章 Midas模拟连续梁损伤对内力影响的数值分析33-65
• 3.1 引言33
• 3.2 有限元软件Midas简介33-34
• 3.3 等截面连续梁有限元模型的建立34-39
• 3.3.1 单元选择与材料性能34-36
• 3.3.2 有限元模型的建立与单元划分36-37
• 3.3.3 支座锚固条件的处理37-38
• 3.3.4 荷载施加设置38-39
• 3.4 计算结果分析39-63
• 3.4.1 完好状态下连续梁内力计算结果39-44
• 3.4.2 损伤程度变化下的内力变化规律44-51
• 3.4.3 损伤宽度变化下的内力变化规律51-55
• 3.4.4 损伤位置变化下的内力变化规律55-59
• 3.4.5 损伤数量变化下的内力变化规律59-63
• 3.5 本章小结63-65
• 第4章 钢筋混凝土连续梁的损伤定位模拟分析65-86
• 4.1 引言65
• 4.2 有限元模型的建立及工况模拟65-67
• 4.2.1 移动荷载的建立65-66
• 4.2.2 损伤工况的建立66-67
• 4.3 模拟结构损伤状态下的数据计算及损伤识别67-76
• 4.3.1 结构损伤模拟算例67
• 4.3.2 移动荷载作用下支座反力损伤定位67-70
• 4.3.3 移动荷载作用下边跨跨中挠度损伤定位70-73
• 4.3.4 移动荷载作用下边跨跨中转角损伤定位73-76
• 4.4 验证支座反力与挠度的三次差值、转角二次差值的损伤识别方法76-85
• 4.4.1 结构损伤模拟算例76-77
• 4.4.2 验证支座反力三次差值的损伤识别方法77-80
• 4.4.3 验证挠度三次差值的损伤识别方法80-82
• 4.4.4 验证转角二次差值的损伤识别方法82-85
• 4.5 本章小结85-86
• 第5章 结论与展望86-89
• 5.1 结论86-88
• 5.1.1 基于刚度变化模拟损伤后连续梁，，进行内力数据分析86-87
• 5.1.2 基于差值的连续梁损伤定位识别87-88
• 5.2 展望88-89
• 参考文献89-94
• 攻读学位期间发表的学术论文94-95
• 致谢95

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