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基于修正压力场理论的混凝土梁抗剪研究

修正压力场理论(MCFT)是Vecchio和Collins提出的一种对以剪切破坏主的构件的非线性分析方法。该理论将开裂混凝土看作一种新的材料,其材料本构关系采用平均应力和平均应变表示,考虑了开裂混凝土的受压应力软化特性和受拉强化特性,综合运用平衡条件、协调条件、裂缝局部应力控制条件,计算构件的荷载响应。本文根据MCFT的基本原理,实现了Collins提出的弯矩和剪力共同作用下梁的截面分析算法,采用该算法对有腹筋梁的剪切破坏梁进行了分析,并与ACI规范公式和中国规范公式计算结果进行了比较。针对原算法迭代嵌套较多,不利于收敛控制等缺点,本文提出了2种改进算法,算法1:在截面分析中引入了截面曲率φ,并对原有计算过程进行了优化,使得参数计算更为简单、便于收敛控制;算法2:采用了根据试验数据统计回归得到的截面内力臂表达式作为截面平衡条件中的内力臂计算公式,并将其作为截面有效受剪区域高度,大大地简化了迭代过程。分别采用上述的基于修正压力场理  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

基于修正压力场理论的钢纤维混凝土梁抗剪研究

修正压力场理论(MCFT)是Vecchio和Collins在试验研究的基础上提出的一种用于预测钢筋混凝土单元在剪应力和正应力作用下荷载-变形响应的分析模型。该理论的特点是考虑了钢筋混凝土开裂后裂缝间混凝土的拉应力,采用受拉强化效应的混凝土平均应力应变关系及拉压作用状态下的受压软化的受压本构关系,综合运用应力平衡、应变协调、材料的本构关系以及裂缝处局部应力的校核条件分析钢筋混凝土单元在剪切状态下的响应。本文基于修正压力场基本原理用程序实现了文献中提到的四种简化截面分析方法,并采用四种简化截面分析方法及有限元程序、截面分层分析程序分析了18钢筋混凝土梁,并对分析结果进行了对比分析。在此基础上,本文根据试验研究对裂缝处钢纤维的拉应力作了假定,得到了裂缝处钢纤维混凝土局部应力的校核条件。根据钢纤维混凝土的受拉特性,考虑了钢纤维混凝土梁在弯剪组合作用下受拉区钢纤维混凝土的拉应力对弯矩和轴力的影响,得到了用于钢纤维混凝土梁在弯剪组合作用下的...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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基于修正压力场理论的钢筋混凝土结构受剪承载力及变形研究

钢筋混凝土构件的抗剪机理是一个非常复杂的问题,至今已经有100多年的研究历史。迄今为止,国内外提出的钢筋混凝土结构剪切破坏分析方法主要有:桁架理论、极限平衡理论、统计分析法(经验方法)、断裂力学方法和非线性有限元方法等。桁架理论包括经典45桁架模型、改进的桁架模型、压力场理论、修正压力场理论、扰动应力场理论、软化桁架理论、桁架—拱理论等,其中20世纪80年代加拿大多伦多大学从力学模型角度提出的修正压力场理论开辟了一条解决钢筋混凝土构件受剪问题的新途径,已经得到国际上的广泛认可,并成为加拿大规范和美国桥梁设计规范抗剪设计方法的基础。近几十年来,除了对钢筋混凝土构件受剪承载力不断进行研究外,钢筋混凝土偏心受压构件(如柱或剪力墙)在地震作用下的荷载-变形性能也一直是不断研究的课题。水平荷载下柱端产生的水平变形包括弯曲变形、柱端钢筋滑移引起的变形和剪切变形。国内外已经提出了很多研究模型,其中修正压力场理论是描述钢筋混凝土板或梁柱节点荷载...  (本文共178页) 本文目录 | 阅读全文>>

广西大学
广西大学

锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪机理及概率抗剪承载力模型研究

钢筋混凝土(RC)梁是建筑、桥梁等土木工程结构中重要的受力构件,在弯矩和剪力的共同作用下,RC梁可能发生弯曲破坏或剪切破坏。由于剪切破坏属于脆性破坏,所以RC梁的抗剪承载力评估对于工程结构的安全性分析与设计具有重要意义。同时,受氯离子侵蚀和混凝土碳化等环境作用的影响,混凝土中的钢筋往往发生锈蚀。钢筋锈蚀不仅会导致RC梁的混凝土保护层开裂和剥落,而且还会引起钢筋的有效承载面积减小、钢筋的力学性能降低,从而导致锈蚀RC梁的抗剪承载力发生劣化。由于锈蚀RC梁的抗剪机理复杂,影响因素较多,且材料参数、几何尺寸等因素存在显著的随机性,所以开展锈蚀RC梁的概率抗剪承载力分析,对于锈蚀RC梁的承载力评估与再设计具有重要意义。鉴于此,本文主要围绕锈蚀RC梁的抗剪机理和概率抗剪承载力模型开展研究。主要研究内容包括:(1)基于修正压力场理论(MCFT),通过引入剪跨比修正系数,建立了一种能够综合考虑RC梁的弹性模量比、配筋率、配箍率、剪跨比等关键因...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

混凝土箱梁抗剪性能试验研究

钢筋混凝土构件抗剪强度问题一直是研究人员与工程师十分关心的问题,但对钢筋混凝土构件的剪切破坏机理的认识还在不断深入,各国规范中有关抗剪承载力计算大多采用半经验半理论公式,不同的理论模型、试验数据及工程习惯导致各国规范公式之间存在较大差异。大跨混凝土桥梁结构一般采用预应力箱梁,而目前国内外配筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式主要建立在矩形、I形以及T形截面梁试验结果的基础上。针对箱形截面梁抗剪承载力试验及理论研究较少,通常只将箱形截面简化成等效工字形截面进行计算。另外,大跨箱梁一般均采用三向预应力体系,除纵向预应力筋和顶板的横向预应力筋外,还配置有竖向预应力筋,而目前鲜见针对配置竖向预应力筋混凝土箱梁抗剪承载力的研究。轻质、高强、耐久是混凝土桥梁发展重点关注课题之一,高性能混凝土以其良好的材料性能有望为该课题提供有效的解决途径,但目前国内外学者对高性能混凝土梁受剪性能的试验及理论研究较少。本文结合国家自然科学基金资助项目“基于高性能材...  (本文共209页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆交通大学
重庆交通大学

基于尺寸效应的有腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度研究

钢筋混凝土梁抗剪理论研究已有100多年历史,由于钢筋混凝土梁的剪切破坏机理比较复杂,各国设计规范中剪切强度理论不统一等,至今仍是国内外学者的研究热点。各国关于钢筋混凝土梁剪切强度的设计规范多是根据较小尺寸梁试验数据分析得出经验或半经验公式,对于工业和民用建筑以及特种结构中的大尺寸梁则难以保证精度。基于此,在大量查阅国内外文献的基础上,建立有腹筋钢筋混凝土梁剪切强度试验数据库;对基于尺寸效应的有腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度进行了理论分析和数值研究,相关结论总结如下:(1)通过国内外大量文献查阅,建立了含627根有腹筋钢筋混凝土梁剪切试验的试验数据库。数据库中,混凝土圆柱体抗压强度fc’范围为12.8~125.4MPa;截面有效高度d范围为21~1500mm;剪跨比a/d范围为0.27~7.2;纵筋配筋率ρ范围为0.49%~6.97%。(2)通过有腹筋钢筋混凝土梁剪切强度试验数据库分析得到:有腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度随混凝土抗压强度...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>