钢筋混凝土简支梁桥承载力试验有什么作用

02钢筋混凝土简支梁试验报告_百度文库
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02钢筋混凝土简支梁试验报告
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你可能喜欢钢筋混凝土梁正截面实验指导书;一、实验目的;1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋应变及;2.通过试验验证钢筋混凝土受弯构件平均应变平截面;3.通过试验加深对适筋钢筋混凝土受弯构件正截面受;4.掌握实验数据的分析、处理和表达方法,提高分析;1.量测各级荷载作用下试验梁的截面应变;2.估计试验梁的开裂荷载,观察裂缝的出现,实测试;3.量测试验梁裂缝的宽度和
钢筋混凝土梁正截面实验指导书
一、实验目的
1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋 应变及裂缝等参数的测定,了解钢筋混凝土梁受弯构件(适筋梁)受力破坏的一般过程;
2.通过试验验证钢筋混凝土受弯构件平均应变平截面假定的正确性。
3.通过试验加深对适筋钢筋混凝土受弯构件正截面受力特点、变形性能和裂缝开展规律的理解。
4.掌握实验数据的分析、处理和表达方法,提高分析和解决问题的能力。 二、试验内容
1.量测各级荷载作用下试验梁的截面应变。
2.估计试验梁的开裂荷载,观察裂缝的出现,实测试验梁的开裂荷载。
3.量测试验梁裂缝的宽度和间距,记录试验梁破坏时裂缝 的分布情况。
4.量测试验梁在各级荷载作用下的挠度。
5.估计试验梁的破坏荷载,观察试验梁的破坏形态,实测试验梁的破坏荷载。 三、实验设备和仪器
1.试件―钢筋混凝土简支梁1根、尺寸及配筋如图所示。
混凝土设计强度等级:C25
钢筋:纵筋2φ8,
Ⅰ级(实际测得钢筋屈服强度为390MPa,极限抗拉强度为450 MPa) 箍筋:φ6@100,Ⅰ级
试件尺寸:
b=100mm; h=160mm; L=1100mm;
制作和养护特点:常温制作与养护
2.实验所需仪器:
手动螺旋千斤顶1个,压力传感器各1个;静态电阻应变仪一台;百分表及磁性表座各3个;刻度放大镜、钢卷尺;反力装置1套。 四、实验方案
为研究钢筋混凝土梁的受力性能,主要测定其承载力、各级荷载下的挠度和裂缝开展情况,另外就是测量控制区段的应变大小和变化,找出刚度随荷载变化的规律。
1. 加载装置
梁的实验荷载一般较大,多点加载常采用同步液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设计的规定,当不能相符时,应采用等效荷载的原则进行代换,使构件实验的内力图与设计的内力图相近似,并使两者的最大受力部位的内力值相等。
作用在试件上的实验设备重量及试件自重等应作为第一级荷载的一部分。确定试件的实际开裂荷载和破坏荷载时,应包括试件自重和作用在试件上的垫板,分配梁等加荷设备重量(本实验梁的跨度小,这些影响可忽略不计)。
2. 测试内容及测点布置
测试内容钢筋及混凝土应变、
挠度和裂缝宽度等。
本次实验测试具体项目:正截面应变;
图3-2加载装置图 纵向受力钢筋应变;梁挠度;裂缝发展情况;开裂荷载;屈服荷载;破坏荷载。
纯弯区段混凝土表面布置5个电阻应变片(自行设计测点位置),实验前完成应变片粘贴工作。另外梁内受拉主筋布有电阻应变片1片。
挠度测点三个:跨中测点1个,支座沉降点(2个)。
3. 实验步骤
实验为半开放式:实验前,学生应仔细阅读实验指导书,了解实验过程,在指导教师解答提问、讲明注意事项之后,由学生自己提具体实施方案,经指导教师同意后,分组(每组不多于10人)自行操作实验。教师给出实验所需的仪器设备并实时指导。
具体实验步骤如下:
(1)考察实验场地及仪器设备,听实验介绍,写出实验预习报告。
(2)试件安装及实验装置检查。
a. 安装支座、试件。要求位置准确、稳定、无偏斜。
b. 贴电阻应变片(程序为:构件表面磨平处理;表面清洗;贴应变片:不作防护),要求位置准确;粘贴牢固,无气泡等; c. 安装百分表。要求垂直、对准;
d. 安装分配梁。分配梁支撑位于梁跨的三分点处。要求位置准确、稳定、无偏斜。 e. 安装手动油压千斤顶和压力传感器。连接传感器和测力仪。要求位置准确、稳定、无偏斜。
f. 最后检查实验装置是否稳定、偏斜及位置是否准确;仪表是否正常工作。 (3)测量梁实际跨度、截面尺寸、加载点位置、混凝土应变片位置等。
(4)预加载实验(按破坏荷载的20%考虑,)。按1~3级预加载(0-2kN-3kN-4kN),测读数据,观察试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除故障。预载值的大小,必须小于构件的开裂荷载值。然后卸载至0。
(5)仪表调零或读仪表初值并记录。画记录图、表,作好记录准备。
(6)正式加载实验。
本次实验加载制度:分级加载,混凝土开裂前,每级加载2kN,开裂后,每级加载4kN,纵向钢筋受力屈服后,按跨中位移控制,每级加载2mm。加载每级停歇时间5分钟,在读数稳定时读数并记录,数据填入记录表内。 4. 注意事项
进行破坏实验时,应根据预先估计的可能破坏情况做好安全防范措施,以防损坏仪器设备和造成人员伤亡事故。
随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作情况,细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态。裂缝的发生和发展用眼睛观察,裂缝宽度用刻度放大镜测量,在标准荷载下的最大裂缝宽度测量应包括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝宽度,测量斜裂缝时,应取斜裂缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应随实验的进行在构件上绘出,并注明荷载级别和裂缝宽度值。
当试件达到承载能力极限状态时,注意观察试件的破坏特征并确定其破坏荷载值。规定:当发现下列情况之一时,即认为该构件已经达承载能力极限状态(破坏)。
在对构件进行抗裂检验中,当在规定的荷载持续时间内出现裂缝时,应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其开裂荷载实测值;当在规定的荷载持续时间结束后出现裂缝时,应取本级荷载值作为其开裂荷载实测值。
依据“钢筋混凝土预制构件质量检验评定标准”,试件的破坏荷载值: 1)正截面强度破坏。 ? 受压混凝土破损; ? 纵向受拉钢筋被拉断;
? 纵向受拉钢筋达到或超过屈服强度后致使构件挠度达到跨度的1/50,或构件纵向受
拉钢筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm。 2)斜截面强度破坏
? 受压区混凝土剪压或斜拉破坏;
? 箍筋达到或超过屈服强度后致使斜裂缝宽度达到1.5mm; ? 混凝土斜压破坏。
3)受力筋在端部滑脱或其它锚固破坏。 5.实验记录参考图表 (1) 应变记录参考表
(2) 挠度记录参考表
(3) 裂缝记录
注意:在裂缝展开图应详细记录裂缝的位置,长度,宽度(对应与纵向受力钢筋侧向投影处)。
四、实验报告的编写
实验报告包括如下项目:
(一) 实验名称、班级、姓名、学号 (二) 实验目的 (三) 实验方案 (四) 实验分析 1. 截面应力、应变分析 (1)
绘制截面应力图
利用混凝土应变测试数据,绘制梁正截面应变图,分析截面应力是否符合现有理论。 (2)
绘制荷载-钢筋应变曲线(按比例绘制,用方格纸画图)
2. 挠度分析 (1) 计算理论值
依据实测截面有效高度h0、混凝土弹性模量Ec等近似计算跨中挠度理论值,或用有限元程序计算。
(2) 分析各点实测挠度值
跨中挠度等于相应百分表读数减去支座沉降在该点产生的影响。
绘制荷载-挠度曲线和构件变形曲线(理论、实测曲线) (按比例绘制,用方格纸画图)
(3) 挠度结果比较
计算挠度比值(=实测值/理论值),分析差异。 3. 开裂荷载、破坏荷载
将各实测值与理论值比较,并分析差异原因。
4. 绘制开裂后各级荷载下的裂缝分布图。(用方格纸画图,只画梁的一个侧面裂缝分
5. 用文字叙述梁的破坏形态和特征。 (五) 综合结论
(六) 附件-实验原始数据
三亿文库包含各类专业文献、外语学习资料、专业论文、行业资料、文学作品欣赏、应用写作文书、中学教育、高等教育、35钢筋混凝土简支梁实验指导书(修)等内容。 
 钢筋混凝土简支梁实验指导书(修)_建筑/土木_工程科技_专业资料。钢筋混凝土梁正截面实验指导书一、实验目的 1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋 应变及裂缝...  钢筋混凝土简支梁实验指导书(桥土) 暂无评价|70 人阅读|4 次下载|举报文档 名人堂:众名人带你感受他们的驱动人生马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱 ④ 挠度达到跨度的 ...  钢筋混凝土简支梁实验指导书(桥土)_建筑/土木_工程科技_专业资料。钢筋混凝土梁正截面破坏实验指导书一、实验目的 1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋 应变...  钢筋混凝土简支梁实验指导书(桥土)_建筑/土木_工程科技_专业资料。钢筋混凝土梁正截面破坏实验指导书一、实验目的 1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋 应变...  钢筋混凝土梁正截面破坏实验指导书一、实验目的 1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋 应变及裂缝等参数的测定,了解钢筋混 凝土梁受弯构件(适筋梁)受力破坏...  钢筋混凝土简支梁 基本构件破坏形态试验报告 (试验指导书) 学校: 专业: 班级: 姓名: 学号: 华南理工大学土木与交通学院土木系 二○一五年四月 钢筋混凝土简支梁基本...  钢筋混凝土简支梁正截面受弯破坏试验指导书_建筑/土木_工程科技_专业资料。钢筋混凝土简支梁正截面受弯破坏试验指导书一、试验目的 1.通过钢筋砼简支梁破坏试验, 熟悉...  钢筋混凝土简支梁正截面受弯破坏试验指导书 一、试验目的 1.通过钢筋砼简支梁破坏试验,熟悉钢筋砼结构静载试验的全过程。 2.进一步学习静载试验中常用仪器设备的使用...第19卷第1期;2006年3月石家庄铁道学院学报JOURNALO;李义强,彭正中,王新敏121;(1.石家庄铁道学院大型结构健康诊断与控制研究所;2.中铁第五集团第一工程有限公司,湖南长沙410;摘要:利用通用有限元分析软件ANSYS,详细比较;关键词:钢筋混凝土;ANSYS;中图分类号:U3;1引言;钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的一种结构形式,;2钢筋
第19卷 第1期
2006年3月石家庄铁道学院学报JOURNALOFSHIJIAZHUANGRAILWAYINSTITUTEVol.19 No.1Mar.2006基于ANSYS的钢筋混凝土简支梁极限承载力分析
李义强, 彭正中, 王新敏121
(1.石家庄铁道学院大型结构健康诊断与控制研究所,河北石家庄 050043;
2.中铁第五集团第一工程有限公司,湖南长沙 410117)
  摘要:利用通用有限元分析软件ANSYS,详细比较了采用ANSYS中不同本构关系和破坏准则所得结果,比较果,可以认为利用ANSYS果。
关键词:钢筋混凝土;ANSYS;中图分类号:U323 A6)
钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的一种结构形式,然而人们对其力学性能依然没有很全面地了解,特别是混凝土。长期以来,人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的应力或内力,而以极限状态的设计方法确定构件的承载能力、刚度和抗裂性,显然二者是互不协调的。近年来,随着有限元数值方法的发展和计算机技术的进步,人们已经可以利用钢筋混凝土有限元分析方法对混凝土结构的极限承载能力作比较精确的分析了。钢筋混凝土有限元分析是研究混凝土结构性能的有力工具,可以对结构自开始受荷载直到破坏的全过程进行分析,获得不同阶段的受力性能。但是由于混凝土材料性质的复杂性,编制三维钢筋混凝土非线性分析的通用有限元程序是相当困难的。ANSYS软件是当今通用的有限元分析工具,它有众多的材料模型可供选择,因此可以从中挑选合适的材料模型对钢筋混凝土结构进行准确可靠的分析。
2 钢筋混凝土材料模型
钢筋混凝土有限元分析一般有三种离散模型:分离式,组合式和整体式。对于这三种离散模型钢筋
[1]混凝土有限元分析均可得到良好结果。本文采用的是比较直观、便于理解的分离式模型,常用的单元
有混凝土单元、钢筋单元和粘结单元。在ANSYS中能够用来模拟混凝土拉裂和压碎破坏的只有三维实体单元SOLID65,钢筋可用LINK8模拟。
混凝土材料模型计算脆性材料破坏,考虑了开裂和压碎两种破坏模式。ANSYS中的混凝土(Con2crete)材料破坏准则(Failurecriterion)是Willam-Wamker五参数破坏准则和拉应力准则的组合模式。多轴应力状态下破坏准破坏准则可表达为
-S≥0fc(1)
式中,F为主应力状态函数;S为破坏面(Failuresurface),由主应力和输入的五参数确定;fc为单轴抗压
如果不满足式(1)
,则混凝土无开裂和压碎发生;若满足该式时,当任一主应力为拉应力时,则材料开裂;当所有主应力均为压应力时,则材料被压碎。在混凝土受压区采用Willam-Wamker五参数破坏准收稿日期:
作者简介:李义强 男 1976年出生 助教
第1期李义强等:基于ANSYS的钢筋混凝土简支梁极限承载力分析 23则,与其它破坏准则相比最突出的优点是采用椭圆组合能符合扁平面几何要求,在较低静水压力时与试验规律一致;在较高静水压力时与试验数据相差较大,所以在用ANSYS分析较高静水压力时的混凝土应予以注意,对于较低静水压力下的钢筋混凝土梁其精度完全可以满足。
3 分析方案
对于钢筋其材料性质比较明确,各分析方案全用各向随动硬化材料模拟即钢筋采用弹塑性本构关系。
ANSYS中默认的混凝土的本构关系是线弹性的,即在压碎前应力―应变关系为线性,这显然不能够满足对钢筋混凝土结构从受荷载直到破坏的进行全过程分析的要求。因此,要在材料性质中加入反映其本构关系的特性。。ANSYS,本文将适合钢筋混,,以期获得最佳的分析方案。
从以往的资料来看,―
[2,3]应变曲线的下降段,―应变曲线下降
段对极限荷载的影响。
:(1)混凝土采用默认的线弹性本构关系及默认的破坏准则(W-W准则);(2)混凝土采用默认的线弹性本构关系,假设混凝土只会被拉裂不会被压坏即关闭混凝土的压碎功能(拉应力准则);(3)混凝土采用多线性随动(MKIN)本构关系,默认的破坏准则(拉应力准则和W-W准则);(4)混凝土采用多线性随动(MKIN)本构关系,输入的混凝土单轴应力―应变曲线不考虑下降段,关闭混凝土的压碎功能(拉应力准则);(5)混凝土采用非线性弹性(MELAS)本构关系,关闭混凝土的压碎功能(拉应力准则);(6)混凝土采用多线性随动(MKIN)本构关系,输入的混凝土单轴应力―应变曲线考虑下降段,关闭混凝土的压碎功能(拉应力准则)。各种组合方案见表1。
表1 分析方案
混凝土本构关系线弹性线弹性多线性随动多线性随动非线性弹性破坏准则拉应力准则+W-W准则拉应力准则拉应力准则+W-W准则拉应力准则拉应力准则钢筋本构关系(破坏准则MISES/HILL)弹塑性弹塑性弹塑性弹塑性弹塑性(MKIN)(MKIN),混凝土单轴曲线无下降段(MELAS)4 实例分析
对一混凝土梁(混凝土强度等级为C70,采用Ⅳ级钢筋)用大型通用结构分析软件ANSYS进行分析。
Φ12、Φ6。梁的加载试验情况、其受力钢筋为Ⅳ-3构造钢筋为Ⅱ-2断面尺寸及配筋如图1所示。
计算中所需要的材料常数由试验所得:混凝土抗压强度fc=56.47MPa;初始弹性模量Ec0=38.2×310MPa;混凝土抗拉强度ft=3.63MPa;混凝土应力峰值的应变ε=0.02;Ⅳ级钢筋屈服强度fg=662MPa;Ⅳ级钢筋弹摸Es=201.1×10MPa。3
钢筋的应力―应变关系如图2所示。
[4]混凝土受压应力―应变曲线上升段采用CEB/FIP公式,下降段采用清华大学公式。
cεcσ=fcCEB/FIP公式(上升段)εE1+0-εcES(2)
 24石 家 庄 铁 道 学 院 学 报第19
卷图1 试验加载布置与梁断面尺寸示意图(单位:mm)
清华大学公式(下降段)σ=Eε()
式中,α为独立参数,这里取输入的混凝土应力,第一
种情况:―应变曲线的下
降段,输入的应力―3(a);第二种情况:
考虑混凝土材料单轴应力―
应变曲线的下降段,输入
的应力―应变如图3(b)所示。
5 结果比较图2 Ⅳ级钢筋的应力2应变关系图
5.1 钢筋屈曲时由极限状态法计算梁的荷载理论值
图3 输入ANSYS中的混凝土单轴受压应力2应变关系
钢筋混凝土结构极限状态法单筋矩形截面受弯梁的计算公式[5]:
力平衡条件∑H=0
  力矩平衡条件∑M=0
M≤Mu=fch0-和(4)(5)
第1期李义强等:基于ANSYS的钢筋混凝土简支梁极限承载力分析
M≤Mu=fyAh0- 25(6)式中,M为设计弯矩;Mu为构件正截面抗弯强度,即截面的实际破坏弯矩;fc为混凝土的抗压强度,这里取56.47MPa;fy为钢筋的受拉强度,这里取662.0MPa。由式(4)和(5)或(6)即可求得该混凝土简支梁钢筋屈曲时的理论计算值:86.08kN。试验结果为:83.0kN。
5.2 钢筋混凝土有限元分析
本例用SOLID65模拟混凝土,LINK8模拟钢筋,采用分离式模型,混凝土单元与钢筋单元通过共同的节点连接,既不考虑钢筋与混凝土之间的滑移。建立了六种分析方案。
(1)方案一由于采用ANSYS默认的线弹性本构关系及破坏准则,土满足破坏准则,从而导致计算不收敛程序退出计算。
(2)方案二关闭混凝土的压碎开关,且混凝土材料采用受压时的非线性行为,。
(3)方案三采用ANSYS。方案三考虑混凝土受压时的非线性行为,,所以往往在荷载较小时便由于局部受压混凝土满足破坏准则,。
(4),混凝土材料服从以单轴应力―,分析结果与实测值十分吻合。
(5),主要区别是方案四混凝土材料采用多线性随动硬化
,其本构关系是经典塑性理论为基础,而方案五混凝土材料采用的非线性弹性本构关系属于经验型,其分析值与实测值也吻合。
图4 六种方案与实测荷载2位移曲线比较
(6)与方案四相比较,区别是方案四输入的混凝土单轴应力―应变曲线不考虑下降段而方案六输入的混凝土单轴应力―应变曲线考虑下降段,其分析值与实测值的相差较大,说明以经典塑性理论为基础
的混凝土本构关系不能分析混凝土的软化阶段本构关系。六种方案与实测值的荷载-位移曲线对比如图4所示。
 26石 家 庄 铁 道 学 院 学 报第19卷6 结语利用ANSYS中的混凝土单元对钢筋混凝土结构进行材料非线性分析,结果表明:
(1)在ANSYS选用合适的材料本构关系和破坏准则组合方案(方案四)能够很好的模拟钢筋混凝土结构从受荷到破坏的全过程;
(2)通过与实验数据的比较,可以认为:如果建立的有限元模型和实际结构吻合的很好,ANSYS能够预测结构的受荷行为。
参 考 文 献
[1]沈聚敏,王传志,江见鲸.钢筋混凝土有限元与板壳极限分析[M].北京:[2]AntonioF.Barbosa,GabrielO.Ribeiro.AnalysisofReinforcedConcreteModel
[J].JournalofComputationalMechanics,):1~6
[3]凌广,吴同乐,贾永刚.钢筋混凝土有限元分析[J].(5:[4]朱伯龙,董振祥.钢筋混凝土非线性分析[M].上海:[5]黄棠,周其刚.结构设计原理[M].Ultim-capacityAnalysisofReinforcedConcrete
SimplySupportedBeamBasedonANSYS
LiYiqiang, PengZhengzhong, WangXinmin121
(1.StructuralHealthMonitoringandControlInsititute,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang050043,C
2.The1stEngineeringLimitedCompany,The5thChinaRailwayConstructionBureauGroup,Changsha410117,China)Abstract:Inthispaper,theultimatecarrying-parisonwithexperimentaldatashowsthatsatisfactoryresultsmaybeobtainedfromtheultimatecarrying-carryinganalysisusingANSYS.
Keywords:ANSYS;ultimatecarrying-constitutiverelations
(责任编辑 刘宪福)
关于调整《石家庄铁道学院学报》编委会和主(副)编的通知
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工程实践中钢筋混凝土结构是应用最为广泛的结构形式之一。它们除了长期承受静力作用外,对于铁路、跑道、桥梁、海洋平台、吊车梁以及核反应安全壳等结构还会受到车辆、水流、移动荷载以及核动力等疲劳荷载作用。由于采用极限状态设计理论和混凝土多轴强度准则等充分利用材料强度的设计理论和方法,使得一些结构构件在相对较高的应力状态下工作;此外,对于一些旧有结构,在设计时并未考虑到结构使用后承受疲劳荷载的增长和使用功能的改变,这也会造成其在较高的疲劳应力水平下工作。对于这类结构,其承载能力将随着疲劳循环而逐渐衰减,结构的可靠性不断降低...展开
工程实践中钢筋混凝土结构是应用最为广泛的结构形式之一。它们除了长期承受静力作用外,对于铁路、跑道、桥梁、海洋平台、吊车梁以及核反应安全壳等结构还会受到车辆、水流、移动荷载以及核动力等疲劳荷载作用。由于采用极限状态设计理论和混凝土多轴强度准则等充分利用材料强度的设计理论和方法,使得一些结构构件在相对较高的应力状态下工作;此外,对于一些旧有结构,在设计时并未考虑到结构使用后承受疲劳荷载的增长和使用功能的改变,这也会造成其在较高的疲劳应力水平下工作。对于这类结构,其承载能力将随着疲劳循环而逐渐衰减,结构的可靠性不断降低。此时,我们所关注的不再仅仅是计算疲劳寿命的方法等,更需要关注这些结构构件在不同疲劳损伤情况下的疲劳剩余承载力和剩余性能的衰减规律。  本文通过对一组设计完全相同的钢筋混凝土简支梁,分别进行静承载能力试验、疲劳寿命的测试以及不同疲劳循环次数下的疲劳剩余承载力的测试,最终在静力加载下破坏的六根梁产生了三种不同的破坏形式,基于它们在疲劳过程中的性能退化情况分析不同破坏形式下的破坏机理,主要得到以下结论:  (1)通过本文简支梁疲劳试验可以发现,对于一般意义上按照适筋梁要求设计的简支梁结构,其疲劳失效往往是由受拉区钢筋疲劳断裂造成的;在不同次数的疲劳荷载循环后,试件截面仍能很好的满足平截面假定;发生严重疲劳损伤的梁在最终破坏时的弯曲曲率较大的位置与只进行静载试验的梁相比相对集中,经过一定疲劳加载循环次数但未造成明显疲劳损伤的梁在最终破坏时的曲率与只进行静载试验的梁相比有明显增大。  (2)疲劳剩余承载力值随着疲劳循环次数的增加呈现先增大再降低的趋势。对于经过一定疲劳加载循环次数但未造成明显疲劳损伤的梁,其受压区混凝土由于所受的疲劳应力水平较低,极限压应变有所提升,梁的整体变形能力增强且剩余承载力提高。忽略混凝土的强度损失,通过计算可以得到此时的等效中和轴与实际中和轴比值在0.7~0.8之间;对于疲劳循环次数接近疲劳寿命同时发生严重疲劳损伤的梁,由于疲劳损伤的累积,其受拉纵筋有效截面积不断下降,造成疲劳剩余承载力的降低。根据计算,本文中受拉纵筋临近破坏时的有效截面积约为原面积的65%~70%。收起
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锈蚀钢筋混凝土简支梁受剪承载力研究
【摘要】:
钢筋混凝土结构的耐久性是工程领域内世界各国广为关注的问题之一,而钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最主要因素。由于箍筋直径小且保护层厚度小的不利条件,箍筋锈蚀程度往往要比纵向受力钢筋严重。箍筋的锈蚀将造成箍筋截面面积减小,混凝土保护层的锈胀开裂以及箍筋和混凝土粘结能力的降低,将很大程度地影响钢筋混凝土受弯构件的抗剪性能。受弯构件抗剪性能下降,将造成斜截面剪切脆性破坏,其带来的后果要比正截面破坏严重得多。
本文主要针对锈蚀钢筋混凝土梁斜截面的受剪性能进行分析和研究。首先对混凝土结构中钢筋锈蚀的危害、机理及影响因素进行了阐述。完成了14根锈蚀钢筋混凝土简支梁的斜截面受剪性能的试验,试验研究考虑了纵、箍筋的不同锈蚀率、剪跨比等影响因素,观测了弯曲裂缝、剪切裂缝的发生、发展及梁的破坏过程,量测了挠度、纵筋应变、箍筋应变、极限承载力等数据,并对试验结果进行了分析。采用桁架~拱模型推导了箍筋和纵筋锈蚀的简支梁斜截面受剪承载力理论计算公式,该公式较好地考虑了剪跨比、配箍率、箍筋锈蚀程度、纵筋锈蚀程度对锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪承载力的影响,与试验结果符合较好。进一步提出了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪承载力实用简化计算公式,简化计算公式与现行混凝土结构设计规范公式表达形式一致,与试验结果对比表明简化计算公式安全合理,可供工程应用参考。最后提出了锈蚀钢筋混凝土梁的有关设计建议。
【关键词】:
【学位授予单位】:南昌大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2007【分类号】:TU375.1【目录】:
ABSTRACT4-8
第一章 绪论8-16
1.1 混凝土结构的耐久性8-10
1.2 本文研究问题的提出及研究意义10-11
1.3 国内外研究现状11-14
1.4 本文主要研究内容14-16
第二章 混凝土结构中钢筋的锈蚀16-23
2.1 钢筋锈蚀机理16-19
2.1.1 混凝土碳化17-18
2.1.2 氯离子侵蚀18-19
2.2 钢筋腐蚀的类型及过程19-20
2.3 钢筋锈蚀的影响因素20-23
第三章 锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪性能试验研究23-49
3.1 试件设计与制作23-26
3.1.1 试验目的及试件设计23-24
3.1.2 材料性能24-26
3.2 钢筋快速锈蚀方法及锈蚀率预测26-28
3.3 试验过程28-38
3.3.1 钢筋处理、称重及绑扎28-29
3.3.2 混凝土试件制作29
3.3.3 试件编号及绝缘处理29-30
3.3.4 试件快速电化学锈蚀试验30-33
3.3.5 加载方法设计33-38
3.4 主要试验结果及分析38-49
3.4.1 箍筋、纵筋锈蚀率的确定38-40
3.4.2 斜截面受剪破坏全过程40-42
3.4.3 试验梁荷载~挠度曲线42-43
3.4.4 试验梁的裂缝形态及分布43-46
3.4.5 纵筋应变~荷载曲线46
3.4.6 箍筋应变~荷载曲线46-49
第四章 锈蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算49-75
4.1 锈蚀钢筋强度和变形能力下降及其原因49-52
4.2 普通钢筋砼简支梁斜截面受剪承载力理论分析方法的回顾52-57
4.3 锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪承载力的理论分析57-68
4.3.1 纵向受力钢筋锈蚀对受剪承载力的影响58-61
4.3.2 箍筋锈蚀对受剪承载力的影响61-64
4.3.3 锈蚀钢筋混凝土简支梁受剪承载力理论计算64-68
4.4 锈蚀钢筋砼简支梁斜截面受剪承载力实用简化计算68-75
第五章 锈蚀钢筋混凝土梁设计建议75-79
5.1 正载面承载力计算75-76
5.2 斜截面承载力计算76
5.3 有关构造措施76-79
全文总结79-82
参考文献83-86
攻读学位期间的研究成果86
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