预应力倒虹吸结构使用寿命评价和预测

发布时间：2017-09-19 00:13

  本文关键词：预应力倒虹吸结构使用寿命评价和预测

  更多相关文章： 硫酸盐侵蚀 混凝土 应力效应 寿命预测 有限元

【摘要】：目前,混凝土结构在硫酸根离子的侵蚀下耐久性如何演变是近些年来很热门的一个问题。由于硫酸根离子的侵蚀,导致了混凝土中钢筋锈蚀,结构耐久性能衰退,结构的承载力降低,使用寿命缩减。硫酸盐侵蚀导致混凝土耐久性降低,强度减小,它导致混凝土结构破坏的过程是外界的硫酸根离子扩散到混凝土结构内部,与结构的组成成分发生化学反应,生产的产物有膨胀性,从而导致混凝土体积涨大进而损坏。对于硫酸盐侵蚀下的结构进行寿命预测是十分必要的。论文在国内外对硫酸根离子侵蚀下混凝土耐久性的研究成果基础上,通过运用ANSYS有限元分析软件,将硫酸根侵蚀公式引入到倒虹吸模型中,然后建模、加载,后处理,结合ANSYS分析得出的数据,按照硫酸根侵蚀、侵蚀构件寿命预测的思路对硫酸根侵蚀下的水工结构进行寿命预测,主要内容及结论如下:(1)根据硫酸根离子在混凝土中的扩散反应规律,根据Fick定律和参考前人提出的硫酸根离子侵蚀混凝土结构的经验模型,建立硫酸盐侵蚀下混凝土强度的变化情况。(2)利用ANSYS有限元程序,分析倒虹吸结构在硫酸盐溶液侵蚀下第10年,第20年,第30年直到第100年后的结构重要截面应力变化,结果表明,混凝土受到硫酸盐侵蚀产生的应变在截面边缘处比较大,离边缘越远应变越小;混凝土结构受到硫酸盐侵蚀在截面大部分区域产生压应力,可能在边角处存在拉应力。(3)通过提取ANSYS软件计算的数据并进行分析,看该结构的应力是否超过设计限值,从而预测其寿命,如果在规定设计年限内没有失效,则需要一定的加固方案。
【关键词】：硫酸盐侵蚀 混凝土 应力效应 寿命预测 有限元
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV672.5;TV33
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 混凝土结构的耐久性9-11
• 1.2.1 研究混凝土结构耐久性的意义9-10
• 1.2.2 混凝土耐久性研究的情况10-11
• 1.3 硫酸盐侵蚀混凝土的研究情况11-15
• 1.3.1 硫酸盐溶液侵蚀混凝土研究的发展现状12-13
• 1.3.2 硫酸盐侵蚀混凝土模型综述13-15
• 1.4 本文研究内容15-17
• 2 硫酸盐侵蚀混凝土的机理分析17-21
• 2.1 硫酸盐侵蚀混凝土的机理17
• 2.2 破坏类型17-18
• 2.3 影响硫酸盐侵蚀的因素18
• 2.4 本文选用的硫酸盐侵蚀公式18-19
• 2.5 本章小结19-21
• 3 倒虹吸有限元模型构建21-27
• 3.1 倒虹吸结构概况21
• 3.1.1 倒虹吸结构尺寸21
• 3.1.2 基本资料21
• 3.1.3 混凝土材料性能21
• 3.2 设计计算原则21-23
• 3.2.1 承载能力极限状态采用的表达式22
• 3.2.2 正常使用极限状态22
• 3.2.3 结构功能限值22-23
• 3.3 基本假定及单元选择23-25
• 3.4 荷载标准值25-26
• 3.4.1 计算方法25-26
• 3.5 本章小结26-27
• 4 倒虹吸结构应力分析27-51
• 4.1 底板正应力分析27-32
• 4.2 顶板正应力分析32-38
• 4.3 边墙正应力分析38-43
• 4.4 中墙正应力分析43-49
• 4.5 本章小结49-51
• 5 结论与展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 攻读学位期间发表的论文53-55
• 致谢55-57
• 参考文献57-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 左晓宝;孙伟;;硫酸盐侵蚀下的混凝土损伤破坏全过程[J];硅酸盐学报;2009年07期

2 杜应吉,李元婷;高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测初探[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2004年12期

3 金伟良,赵羽习;混凝土结构耐久性研究的回顾与展望[J];浙江大学学报(工学版);2002年04期

4 王玲;C_3　A含量与混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的关系[J];水泥技术;1998年04期

，

本文编号：878351