基于ANSYS的FRP-PC连续梁受力性能的仿真研究

发布时间：2017-09-16 16:12

  本文关键词：基于ANSYS的FRP-PC连续梁受力性能的仿真研究

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【摘要】：FRP筋凭借其高强、轻质和耐腐蚀等的众多优点,在工程领域中的应用得到越来越多的肯定。它不仅比普通钢绞线的抗拉强度高而且具有较强的耐腐蚀性能和抗磁性,可以代替普通钢绞线改善由于钢绞线腐蚀导致的构件破坏,而且适用于较特殊的环境。因此,桥梁中FRP筋的应用研究也越来越深入。论文主要以研究FRP-PC连续梁在荷载作用下的受力性能为重点展开研究,主要研究内容及结论如下:1、简述了FRP筋的特点和国内外研究现状及其在桥梁工程中的应用。然后根据现有的FRP-PC连续梁试验模型进行ANSYS数值模拟分析,验证了ANSYS对FRP-PC试验梁数值模拟的实用性和准确性。2、综述了界限配筋率和裂缝的计算方法,以及本文所采用的延性指标的计算方法。运用ANSYS对FRP-PC试验梁进行参数化分析,所研究的影响因子主要包括预应力筋FRP筋的配筋率及其张拉控制应力、普通受拉钢筋的配筋率、混凝土强度等级和预应力FRP筋的类型及组合。对比各根试验梁的极限承载能力、极限挠度、裂缝宽度和延性指标的大小,以及分析各因子对试验梁受力性能的影响规律,为FRP-PC连续梁的设计提出一定的建议。3、对于超静定结构,内力重分布在设计中的影响不容忽略,对比研究了不同类型预应力筋连续梁的弯矩重分布系数的大小,并且分析了不同预应力筋类型试验梁的弯矩重分布系数和延性指标大小的关系。发现FRP-PC连续梁具有一定的内力重分布的能力。
【关键词】：FRP-PC连续梁 受力性能 参数化分析 延性指标 弯矩重分布系数
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 FRP筋的性能与特点9-11
• 1.3 FRP筋在桥梁领域的研究与应用11-14
• 1.3.1 FRP筋在桥梁领域的研究现状11-13
• 1.3.2 FRP筋的在桥梁领域中的应用13-14
• 1.4 本文研究的主要内容14-16
• 第二章 FRP连续梁ANSYS有限元数值模型试验验证16-26
• 2.1 ANSYS模型的建模基础16-21
• 2.1.1 分析模型的类型16-17
• 2.1.2 材料的本构关系及破坏准则17-19
• 2.1.3 裂缝模拟19
• 2.1.4 预应力的施加与模拟19-20
• 2.1.5 收敛控制20-21
• 2.2 ANSYS模型的验证21-25
• 2.2.1 现有试验介绍21-23
• 2.2.2 模型建立并对比试验数据23
• 2.2.3 计算结果与试验值对比23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 FRP-PC连续梁受力性能的参数化分析26-56
• 3.1 FRP-PC连续梁基本理论介绍26-31
• 3.1.1 界限配筋率26-28
• 3.1.2 延性指标的定义28-30
• 3.1.3 裂缝计算30-31
• 3.2 试验方案31-32
• 3.2.1 试验研究的目的及内容31
• 3.2.2 试验设计31-32
• 3.3 预应力FRP筋的配筋率 ρ 及其张拉控制应力σ_(con)32-42
• 3.3.1 试验梁开裂荷载、极限荷载及破坏形式33-38
• 3.3.2 荷载-挠度曲线及延性指标38-40
• 3.3.3 构件的裂缝宽度及分布规律40-42
• 3.4 非预应力钢筋的配筋率42-46
• 3.4.1 构件荷载-挠度曲线及延性指标42-45
• 3.4.2 构件的裂缝宽度及分布规律45-46
• 3.5 构件混凝土强度46-49
• 3.6 预应力FRP筋的类型及组合49-54
• 3.7 本章小结54-56
• 第四章 FRP-PC连续梁内力重分布能力分析56-68
• 4.1 内力重分布的相关基本概念56-57
• 4.1.1 塑性铰56-57
• 4.1.2 内力重分布57
• 4.2 内力重分布的计算方法57-59
• 4.2.1 重分布系数的计算58-59
• 4.2.2 弯矩调幅法59
• 4.3 FRP-PC连续梁内力重分布能力分析59-66
• 4.3.1 试验模型的设计59-60
• 4.3.2 模型计算与结果分析60-65
• 4.3.3 弯矩重分布系数与延性的关系65-66
• 4.4 本章小结66-68
• 结论与展望68-70
• 结论68-69
• 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74

【参考文献】

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1 简斌,王正霖,白绍良;预应力混凝土连续梁弯矩调幅建议[J];重庆建筑大学学报;1999年02期

，

本文编号：864068