既有钢筋混凝土空心板梁抗弯承载能力分析
发布时间：2021-04-22 09:14
钢筋混凝土空心板梁桥是我国中小跨度桥梁中广泛采用的结构形式之一。随着公路通行能力和服务水平不断提高,对服役桥梁的各项性能提出了更高的要求,而在外界诸多不利因素的长期影响下,服役桥梁病害逐渐增多,损伤程度不断加深,结构性能逐渐退化,是道路桥梁运营能力和安全的“瓶颈”,因此对既有钢筋混凝土梁的抗弯承载力分析研究变的尤为重要。本文以某高速公路服役20年的8m跨径钢筋混凝土空心板梁单梁破坏性两点对称加载试验为依托。对试验梁进行了损伤状况、几何形态、材质状况检测评定和抗弯极限承载力试验。根据Abaqus混凝土损伤塑性（CDP）模型基本理论、材料的本构建立了试验梁CDP模型。利用CDP模型对受拉裂缝的产生及发展和试验梁受压破坏过程进行了模拟。根据扩展有限元法基本理论和Abaqus中XFEM（扩展有限元法）裂缝的扩展基本理论建立了试验梁混凝土裂缝扩展模型,对裂缝的产生和扩展进行了模拟。通过Abaqus的混凝土损伤塑性（CDP）模型计算,结合试验与模型模拟计算结果对试验梁的挠度、混凝土应变、钢筋应变、破坏过程、极限承载能力进行试验和理论分析,得出试验梁正常使用极限承载能力和抗弯极限承载能力的变化情况。...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 研究目的和意义
1.3 国内外发展现状
1.3.1 国内发展现状
1.3.2 国外发展现状
1.4 本文主要内容
2 试验简介及试验梁评定
2.1 试验介绍
2.1.1 试验梁简介
2.1.2 试验目的
2.1.3 试验仪器
2.1.4 试验系统
2.2 试验梁状态与状况
2.2.1 几何形态
2.2.2 钢筋混凝土保护层厚度
2.2.3 混凝土碳化状况
2.2.4 钢筋锈蚀电位
2.3 试验概况
2.3.1 加载工况
2.3.2 测点布置
2.3.3 试验结果
本章小结
3 抗弯承载能力分析
3.1 Abaqus软件介绍
3.1.1 有限元法
3.1.2 Abaqus功能
3.1.3 Abaqus模块和分析步骤
3.2 模型的建立
3.2.1 Abaqus混凝土损伤塑性模型基本理论
3.2.2 材料的本构
3.2.3 CDP模型的建立过程
3.3 模型验证和试验分析
3.3.1 挠度分析
3.3.2 混凝土应变分析
3.3.3 钢筋应变分析
3.3.4 破坏过程
3.4 损伤及裂缝分析
3.5 抗弯承载能力
本章小结
4 混凝土裂缝的扩展模拟
4.1 扩展有限元法
4.1.1 单位分解法
4.1.2 水平集法
4.1.3 扩展有限元法
4.2 裂缝扩展
4.2.1 裂缝扩展的三种基本形式
4.2.2 裂缝的扩展准则
4.2.3 多应力状态下的裂缝扩展行为
4.2.4 裂缝扩展的方向
4.3 裂缝扩展XFEM模拟
4.4 混凝土裂缝扩展分析
4.4.1 无预制裂缝模拟
4.4.2 预制裂缝模拟
本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢筋混凝土T梁旧桥极限承载能力研究[J]. 李勇,张劲泉,余波. 公路交通科技. 2017(04)
[2]大悬臂展翅预应力混凝土箱梁桥极限承载力影响因素分析[J]. 贾布裕,余晓琳,杨铮,颜全胜. 中外公路. 2016(06)
[3]再生混凝土简支梁受弯性能试验研究[J]. 赖宇迪,徐刚,王嵘. 四川建筑. 2015(06)
[4]ABAQUS混凝土损伤因子取值方法研究[J]. 秦浩,赵宪忠. 结构工程师. 2013(06)
[5]30m部分预应力混凝土箱梁极限承载能力试验研究[J]. 严圣友. 公路工程. 2012(01)
[6]ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型[J]. 张战廷,刘宇锋. 建筑结构. 2011(S2)
[7]左家堡大桥实桥承载力破坏试验及分析[J]. 余波,李勇,孙晓红,张志. 公路交通科技. 2011(07)
[8]锈蚀钢筋混凝土旧桥超限及极限荷载作用的现场破坏性试验研究[J]. 张建仁,彭晖,张克波,郝海霞. 工程力学. 2009(S2)
[9]预应力混凝土连续箱梁桥破坏性试验研究[J]. 张健飞,张宇峰. 公路交通科技. 2008(10)
[10]大跨中承式钢管混凝土拱桥极限承载能力[J]. 云迪,张素梅. 吉林大学学报(工学版). 2007(06)
博士论文
[1]先简支后连续T梁桥极限承载力与动力响应研究[D]. 朱小青.郑州大学 2014
[2]预应力混凝土空心板梁桥破坏机理试验研究[D]. 康省桢.郑州大学 2010
[3]既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究[D]. 徐文平.东南大学 2006
[4]采用虚拟层合单元法分析钢筋混凝土结构的极限承载能力[D]. 黄弘读.浙江大学 2001
硕士论文
[1]含缺陷起重机箱形梁结构的弹塑性断裂参数模拟及安全评定[D]. 罗涛.西南交通大学 2016
[2]裂后预应力混凝土梁非线性力学行为研究[D]. 代涛.武汉理工大学 2014
[3]基于Abaqus-MPC用户子程序的钢筋混凝土结构分析方法[D]. 甯家成.重庆交通大学 2013
[4]ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型研究[D]. 朱丽丽.沈阳建筑大学 2013
[5]钢筋混凝土梁桥损伤与承载性能关系研究[D]. 赖小军.长安大学 2010
[6]混凝土塑性损伤模型及其ABAQUS子程序开发[D]. 曹鹏.沈阳工业大学 2009
[7]大跨度连续钢桁梁拱桥极限承载力研究与非线性因素影响分析[D]. 方绪镯.西南交通大学 2009
[8]既有钢筋混凝土桥梁正截面抗弯承载力评估[D]. 朱娜.西南交通大学 2006
本文编号：3153511
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 研究目的和意义
1.3 国内外发展现状
1.3.1 国内发展现状
1.3.2 国外发展现状
1.4 本文主要内容
2 试验简介及试验梁评定
2.1 试验介绍
2.1.1 试验梁简介
2.1.2 试验目的
2.1.3 试验仪器
2.1.4 试验系统
2.2 试验梁状态与状况
2.2.1 几何形态
2.2.2 钢筋混凝土保护层厚度
2.2.3 混凝土碳化状况
2.2.4 钢筋锈蚀电位
2.3 试验概况
2.3.1 加载工况
2.3.2 测点布置
2.3.3 试验结果
本章小结
3 抗弯承载能力分析
3.1 Abaqus软件介绍
3.1.1 有限元法
3.1.2 Abaqus功能
3.1.3 Abaqus模块和分析步骤
3.2 模型的建立
3.2.1 Abaqus混凝土损伤塑性模型基本理论
3.2.2 材料的本构
3.2.3 CDP模型的建立过程
3.3 模型验证和试验分析
3.3.1 挠度分析
3.3.2 混凝土应变分析
3.3.3 钢筋应变分析
3.3.4 破坏过程
3.4 损伤及裂缝分析
3.5 抗弯承载能力
本章小结
4 混凝土裂缝的扩展模拟
4.1 扩展有限元法
4.1.1 单位分解法
4.1.2 水平集法
4.1.3 扩展有限元法
4.2 裂缝扩展
4.2.1 裂缝扩展的三种基本形式
4.2.2 裂缝的扩展准则
4.2.3 多应力状态下的裂缝扩展行为
4.2.4 裂缝扩展的方向
4.3 裂缝扩展XFEM模拟
4.4 混凝土裂缝扩展分析
4.4.1 无预制裂缝模拟
4.4.2 预制裂缝模拟
本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢筋混凝土T梁旧桥极限承载能力研究[J]. 李勇,张劲泉,余波. 公路交通科技. 2017(04)
[2]大悬臂展翅预应力混凝土箱梁桥极限承载力影响因素分析[J]. 贾布裕,余晓琳,杨铮,颜全胜. 中外公路. 2016(06)
[3]再生混凝土简支梁受弯性能试验研究[J]. 赖宇迪,徐刚,王嵘. 四川建筑. 2015(06)
[4]ABAQUS混凝土损伤因子取值方法研究[J]. 秦浩,赵宪忠. 结构工程师. 2013(06)
[5]30m部分预应力混凝土箱梁极限承载能力试验研究[J]. 严圣友. 公路工程. 2012(01)
[6]ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型[J]. 张战廷,刘宇锋. 建筑结构. 2011(S2)
[7]左家堡大桥实桥承载力破坏试验及分析[J]. 余波,李勇,孙晓红,张志. 公路交通科技. 2011(07)
[8]锈蚀钢筋混凝土旧桥超限及极限荷载作用的现场破坏性试验研究[J]. 张建仁,彭晖,张克波,郝海霞. 工程力学. 2009(S2)
[9]预应力混凝土连续箱梁桥破坏性试验研究[J]. 张健飞,张宇峰. 公路交通科技. 2008(10)
[10]大跨中承式钢管混凝土拱桥极限承载能力[J]. 云迪,张素梅. 吉林大学学报(工学版). 2007(06)
博士论文
[1]先简支后连续T梁桥极限承载力与动力响应研究[D]. 朱小青.郑州大学 2014
[2]预应力混凝土空心板梁桥破坏机理试验研究[D]. 康省桢.郑州大学 2010
[3]既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究[D]. 徐文平.东南大学 2006
[4]采用虚拟层合单元法分析钢筋混凝土结构的极限承载能力[D]. 黄弘读.浙江大学 2001
硕士论文
[1]含缺陷起重机箱形梁结构的弹塑性断裂参数模拟及安全评定[D]. 罗涛.西南交通大学 2016
[2]裂后预应力混凝土梁非线性力学行为研究[D]. 代涛.武汉理工大学 2014
[3]基于Abaqus-MPC用户子程序的钢筋混凝土结构分析方法[D]. 甯家成.重庆交通大学 2013
[4]ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型研究[D]. 朱丽丽.沈阳建筑大学 2013
[5]钢筋混凝土梁桥损伤与承载性能关系研究[D]. 赖小军.长安大学 2010
[6]混凝土塑性损伤模型及其ABAQUS子程序开发[D]. 曹鹏.沈阳工业大学 2009
[7]大跨度连续钢桁梁拱桥极限承载力研究与非线性因素影响分析[D]. 方绪镯.西南交通大学 2009
[8]既有钢筋混凝土桥梁正截面抗弯承载力评估[D]. 朱娜.西南交通大学 2006
本文编号：3153511
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