初始裂縫素混凝土梁三點(diǎn)彎數(shù)值模擬

第25卷第3期vol.25no.3工程力學(xué) 2008年3月mar.2008engineeringmechanics120 ——————————————— 收稿日期：2006-07-24；修改日期：2006-12-13 基金項(xiàng)目：美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金項(xiàng)目(nsf:ehr-0090472) 作者簡(jiǎn)介：*陳瑛(1970―)，女，山東諸城人，講師，博士，從事結(jié)構(gòu)工程和工程力學(xué)研究(e-mail:chenying@sdu.edu.cn)； 喬丕忠(1968―)，男，遼寧沈陽(yáng)人，特聘教授，博士，博導(dǎo)，美國(guó)華盛頓州立大學(xué)副教授，從事結(jié)構(gòu)工程、工程力學(xué)和高等復(fù)合及 智能材料研究(e-mail:qiao@wsu.edu)； 姜弘道(1940―)，男，浙江湖州人，教授，博導(dǎo)，從事水工結(jié)構(gòu)和工程力學(xué)研究(e-mail:hdjang@hhu.

基于虛擬裂縫模型,針對(duì)鋼筋混凝土試件在三點(diǎn)彎曲作用下開(kāi)裂截面的受力特征,在合理假定的前提下,給出了一種計(jì)算鋼筋混凝土三點(diǎn)彎曲梁的失穩(wěn)斷裂韌度的解析方法。然后,應(yīng)用該方法計(jì)算了初始縫高比α0(初始裂縫長(zhǎng)度與試件高度的比值)分別為0.2,0.3,0.4,0.5的三點(diǎn)彎曲試件的最大荷載和臨界有效裂縫長(zhǎng)度,進(jìn)而求得了鋼筋混凝土三點(diǎn)彎曲梁的失穩(wěn)斷裂韌度。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析,發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)斷裂韌度最大誤差為4.915%,說(shuō)明這種方法可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)三點(diǎn)彎曲梁的失穩(wěn)斷裂韌度。在此基礎(chǔ)上研究了初始縫高比α0對(duì)失穩(wěn)斷裂韌度的影響,發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)斷裂韌度基本上不隨α0變化,失穩(wěn)斷裂韌度可以作為材料常數(shù),應(yīng)用于裂縫擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)的判斷。

運(yùn)用ansys進(jìn)行空間曲線布筋的變截面預(yù)應(yīng)力混凝土梁在靜力荷載作用下的有限元全過(guò)程分析,并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比。結(jié)果表明,數(shù)值模擬的荷載撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,此外計(jì)算的混凝土梁頂應(yīng)變以及中和軸位置變化也較好地符合了預(yù)應(yīng)力混凝土梁靜載過(guò)程中的變化,說(shuō)明該模型能較真實(shí)地反映靜載下預(yù)應(yīng)力混凝土梁的力學(xué)性能,為模擬實(shí)際工程中的預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力變化提供了可靠有效的方法。

為了對(duì)鋼筋混凝土適筋梁和鋼筋混凝土超筋梁的破壞過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,利用abaqus軟件的后處理程序分別繪出兩種梁的荷載-位移曲線和彎矩-位移曲線,并針對(duì)兩種梁的荷載-位移曲線和彎矩-位移曲線分析簡(jiǎn)支梁的不同破壞形式,求出兩種梁的極限彎矩和受剪承載力,與按照現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算的理論結(jié)果進(jìn)行比較.試驗(yàn)結(jié)果表明,模擬結(jié)果與理論結(jié)果比較接近,且符合鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁破壞的基本規(guī)律,采用的分析模型是正確的,對(duì)該結(jié)構(gòu)采用有限元分析的方法是有效的.

鋼筋混凝土梁cfrp加固的ansys數(shù)值模擬研究 高永輝，唐照輝 （商丘師范學(xué)院建筑與土木工程學(xué)院，河南商丘476000） 摘要：采用ansys有限元程序，對(duì)碳纖維布加固的矩形截面鋼筋混凝土抗彎梁和未加固梁進(jìn)行了非線性有限元數(shù)值模擬 計(jì)算，模擬結(jié)果表明：碳纖維加固梁的截面較好地符合平截面假定；與未加固梁相比較，碳纖維加固后的混凝土梁，正截面 承載力有較大的提高，裂縫間距和寬度變小，表明加固后梁的剛度有較好提高。 關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁；碳纖維布；cfrp加固；ansys；數(shù)值模擬；承載力；斷裂 中圖分類(lèi)號(hào)：tu75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1009－7961（2011）03－0043－04 ansysnumericalsimulationstudyofcfrpflexuralstrengthening forreinforc

鋼筋混凝土梁cfrp加固的ansys數(shù)值模擬研究 高永輝，唐照輝 （商丘師范學(xué)院建筑與土木工程學(xué)院，河南商丘476000） 摘要：采用ansys有限元程序，對(duì)碳纖維布加固的矩形截面鋼筋混凝土抗彎梁和未加固梁進(jìn)行了非線性有限元數(shù)值模擬 計(jì)算，模擬結(jié)果表明：碳纖維加固梁的截面較好地符合平截面假定；與未加固梁相比較，碳纖維加固后的混凝土梁，正截面 承載力有較大的提高，裂縫間距和寬度變小，表明加固后梁的剛度有較好提高。 關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土梁；碳纖維布；cfrp加固；ansys；數(shù)值模擬；承載力；斷裂 中圖分類(lèi)號(hào)：tu75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1009－7961（2011）03－0043－04 ansysnumericalsimulationstudyofcfrpflexuralstrengthening forreinforc

碳纖維加固混凝土梁的數(shù)值模擬計(jì)算

四川建筑　第28卷3期　2008106 鋼筋混凝土梁的數(shù)值模擬分析在ansys中的實(shí)現(xiàn) 王亞寧1,齊　輝 2 ,王道遠(yuǎn) 1 (11石家莊鐵道學(xué)院,河北石家莊050043;21天津工務(wù)段技術(shù)科,天津300000) 　　【摘　要】　采用ansys分析軟件在引入混凝土多參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則和非線性本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上,對(duì)鋼筋混 凝土簡(jiǎn)支梁進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。分析表明,用solid65單元模擬鋼筋混凝土材料所得到的結(jié)果,能較好地反 映鋼筋混凝土梁的非線性力學(xué)特征。認(rèn)為ansys軟件可用于計(jì)算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能。 　　【關(guān)鍵詞】　鋼筋混凝土;　非線性;　ansys 　　【中圖分類(lèi)號(hào)】　tu311141　　　　　　　　　　　【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】　b 　　鋼筋混凝土是當(dāng)今土木工程、水利水電工程使用最為廣 泛的建筑材料;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前各種

本文樹(shù)脂混凝土梁的彎曲蠕變特性進(jìn)行了四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),獲得的蠕變參數(shù)。并利用orgin軟件曲線擬合獲得特征值,建立樹(shù)脂混凝土梁有限元數(shù)值模型,結(jié)果表明計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬與實(shí)測(cè)的結(jié)果相吻合,能為預(yù)測(cè)其長(zhǎng)期力學(xué)性能提供依據(jù)。

混凝土裂縫擴(kuò)展過(guò)程的數(shù)值模擬一直是混凝土斷裂力學(xué)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)與難點(diǎn),而近些年提出的擴(kuò)展有限元法為模擬混凝土裂縫擴(kuò)展過(guò)程提供了一種非常有效的方案。鑒于此,本文詳細(xì)介紹了擴(kuò)展有限元法的基本原理,推導(dǎo)了相應(yīng)的計(jì)算公式,描述了動(dòng)態(tài)裂縫的追蹤定位方法;最后利用擴(kuò)展有限元法模擬了不同參數(shù)混凝土三點(diǎn)彎曲切口梁裂縫起裂、穩(wěn)定擴(kuò)展與失穩(wěn)破壞等的全過(guò)程。結(jié)果表明,利用擴(kuò)展有限元模擬時(shí)無(wú)需將裂縫作為網(wǎng)格邊界,裂縫尖端附近也無(wú)需布置高密度網(wǎng)格,而且擴(kuò)展有限元模擬結(jié)果最大誤差不超過(guò)10%。

目前,現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于渠道襯砌澆筑中,但是由于砼在現(xiàn)澆過(guò)程中,容易收到水泥自身水化熱、周邊溫度環(huán)境等外界荷載的作用,在施工初期極易產(chǎn)生溫度裂縫,給施工帶來(lái)不利的影響。本文采基于有限單元法理論,利用通用有限元軟件ansys對(duì)甘肅省昌馬灌區(qū)渠道現(xiàn)澆混凝土溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了研究,探討了不同澆筑溫度對(duì)于溫度裂縫的影響,為以后的工程提供一種可行性的方法。

屋面混凝土梁裂縫的機(jī)理分析及對(duì)策——部分屋面混凝土梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，給工程埋下了質(zhì)量隱患。形成裂縫的因素比較復(fù)雜，只有以裂縫產(chǎn)生的機(jī)理入手，采取有效的技術(shù)措施，才能減少裂縫的發(fā)生，確保工程質(zhì)量。

鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應(yīng)力和次應(yīng)力的作用下，引起結(jié)構(gòu)變形而裂縫。構(gòu)件在使用過(guò) 程中受年溫差的長(zhǎng)期作用，當(dāng)溫差的脹縮應(yīng)力大于構(gòu)件極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)裂縫。構(gòu)件裂縫 的因素是多方面的，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降差異、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等，無(wú) 論何種原因產(chǎn)生的裂縫，都會(huì)給建筑物肢體結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。 2.裂縫成因分析 從施工角度來(lái)說(shuō)，可能會(huì)影響樓板開(kāi)裂的主要因素有：混凝土的組成材料、混凝土配合 比控制、混凝土的養(yǎng)護(hù)、鋼筋安裝、早期堆載及拆模等。 2.1骨料對(duì)樓板混凝土收縮開(kāi)裂的影響 混凝土收縮是造成樓板開(kāi)裂的一個(gè)重要原因，而影響混凝土收縮的因素很多，主要是骨 料品種及含量。粗骨料本身尺寸、形狀及級(jí)配并不影響混凝土收縮量；而粗骨料的彈性模量 卻對(duì)混凝土收縮量影響很大：彈性模量越大，對(duì)混凝土收縮所起的抑制作用越大。 2.2混凝土配合比對(duì)樓板混凝土收縮開(kāi)裂的影響

鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應(yīng)力和次應(yīng)力的作用下，引起結(jié)構(gòu)變形而裂縫。構(gòu)件在使用過(guò) 程中受年溫差的長(zhǎng)期作用，當(dāng)溫差的脹縮應(yīng)力大于構(gòu)件極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)裂縫。構(gòu)件裂縫 的因素是多方面的，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降差異、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等，無(wú) 論何種原因產(chǎn)生的裂縫，都會(huì)給建筑物肢體結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。 2.裂縫成因分析 從施工角度來(lái)說(shuō)，可能會(huì)影響樓板開(kāi)裂的主要因素有：混凝土的組成材料、混凝土配合 比控制、混凝土的養(yǎng)護(hù)、鋼筋安裝、早期堆載及拆模等。 2.1骨料對(duì)樓板混凝土收縮開(kāi)裂的影響 混凝土收縮是造成樓板開(kāi)裂的一個(gè)重要原因，而影響混凝土收縮的因素很多，主要是骨 料品種及含量。粗骨料本身尺寸、形狀及級(jí)配并不影響混凝土收縮量；而粗骨料的彈性模量 卻對(duì)混凝土收縮量影響很大：彈性模量越大，對(duì)混凝土收縮所起的抑制作用越大。 2.2混凝土配合比對(duì)樓板混凝土收縮開(kāi)裂的影響

升拓技術(shù)—預(yù)應(yīng)力混凝土梁裂縫檢測(cè)升拓資料庫(kù)—x—預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測(cè)技術(shù)02 走進(jìn)升拓感受未來(lái)sensingthefuture 四川升拓檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司1 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁裂縫檢測(cè) （四川升拓檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司x，四川成都610045） 摘要：本文包括了對(duì)跨線橋的預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫檢測(cè)實(shí)例，我們對(duì)其裂縫深度進(jìn)行了 檢測(cè)和驗(yàn)證，主要采用的方法是表面波法進(jìn)行檢測(cè)，該方法可對(duì)隧道、擋土墻、基礎(chǔ)等 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及大壩中的各類(lèi)裂縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。 關(guān)鍵詞：橋梁裂縫檢測(cè)，預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫檢測(cè)，橋梁預(yù)應(yīng)力檢測(cè)，預(yù)應(yīng)力混凝土 梁檢測(cè)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁裂縫檢測(cè)，四川升拓檢測(cè)技術(shù) 根據(jù)大量的觀測(cè)資料，在混凝土結(jié)構(gòu)物中出現(xiàn)的裂縫，大多數(shù)在竣工后1-2年內(nèi)已 產(chǎn)生。選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)方案和時(shí)機(jī)，掌握其深度與其長(zhǎng)度、寬度都是非常重要的。運(yùn)用 四川升拓檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的混凝

本研究的目的是分析早期混凝土在各種約束下裂縫產(chǎn)生的機(jī)理并找到控制這些裂縫的有效方法和具體措施.通過(guò)理論分析及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),揭示了在各種約束條件下熱裂縫發(fā)生的基本原理及其控制措施.裂縫控制最有效和可靠的方法是進(jìn)行混凝土早期熱模擬及裂縫分析.介紹了熱模擬的原理和方法、約束評(píng)估的基本公式及約束下的熱裂縫風(fēng)險(xiǎn)的判斷,以及裂縫寬度的預(yù)測(cè).最后通過(guò)3個(gè)典型實(shí)際工程項(xiàng)目分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了采用熱工模擬及裂縫分析方法可以可靠地預(yù)測(cè)和控制混凝土溫度及裂縫風(fēng)險(xiǎn).

混凝土的抗損壞性影響到建筑物在使用過(guò)程中的安全性。為了探明混凝土的爆破特性,對(duì)不同強(qiáng)度的三組混凝土進(jìn)行爆破試驗(yàn),分析它們的爆破效果。使用ansys/ls-dyna有限元程序模擬混凝土爆破。結(jié)合實(shí)驗(yàn)碎片的分布和數(shù)值模擬得到的爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律,得到分析結(jié)果:混凝土強(qiáng)度越高,其抗損壞性越高。水泥的配比增加,混凝土內(nèi)部黏性提高,應(yīng)力傳播衰減率增強(qiáng),最終導(dǎo)致混凝土的抗損壞性加強(qiáng)。

應(yīng)用有限元軟件abaqus對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土凍融后的力學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)比并分析不同凍融循環(huán)次數(shù)、不同加載速率對(duì)凍融后混凝土的峰值應(yīng)力、應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響。研究結(jié)果表明:隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,混凝土的峰值應(yīng)力呈顯著下降趨勢(shì)；相同凍融循環(huán)次數(shù)下,隨著加載速率的減小,混凝土的峰值應(yīng)力逐漸下降,但不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土下降的幅度不同。研究結(jié)果可為混凝土抗凍耐久性破壞提供一定的參考。

目前，我國(guó)的公路施工工程有了快速發(fā)展，但路橋施工中最重要的混凝土施工由于施工的難度大、占據(jù)比例高，難免會(huì)遇到各種各樣的施工問(wèn)題，這些不利的因素就會(huì)導(dǎo)致混凝土的裂縫?；炷亮芽p的出現(xiàn)有的是表面現(xiàn)象，有的卻是深層次的損害，都會(huì)對(duì)橋梁構(gòu)造物帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量影響，所以應(yīng)從成因入手，采取合理的預(yù)防措施加以控制。

為有效控制型鋼輕骨料混凝土構(gòu)件的裂縫寬度,采用跨中集中荷載的加載方式,進(jìn)行型鋼輕骨料混凝土梁開(kāi)裂實(shí)驗(yàn),分析裂縫寬度與荷載的關(guān)系,利用最小二乘法,得到型鋼輕骨料混凝土梁的正截面受彎最大裂縫寬度計(jì)算公式。驗(yàn)算結(jié)果表明,計(jì)算值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)符合較好。采用該公式計(jì)算最大裂縫寬度是可行的。

鑄鐵類(lèi)材料裂紋端部的斷裂損傷過(guò)程區(qū)能簡(jiǎn)化為具有黏聚力的裂紋。為探尋帶切口鑄鐵試件的最大承載力計(jì)算方法,用實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)8種不同切口尺寸的鑄鐵三點(diǎn)彎曲梁進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn),得到載荷隨加載點(diǎn)位移變化曲線;計(jì)算各個(gè)試件斷裂過(guò)程消耗功以及相應(yīng)單位斷裂面消耗比能。分別通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得載荷和預(yù)制裂紋尺寸及等效裂紋長(zhǎng)度,計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子和能量釋放率。根據(jù)黏聚裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算式與雙k斷裂準(zhǔn)則,得到該類(lèi)材料結(jié)構(gòu)承載力的理論計(jì)算數(shù)值;并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,兩者符合良好。

橋梁混凝土梁板是橋梁中的直接承重結(jié)構(gòu),其質(zhì)量關(guān)系到整座橋梁的壽命和行車(chē)的安全。橋梁混凝土梁板施工裂縫是指在梁板澆注后至澆注橋面鋪裝前所產(chǎn)生的裂縫。混凝土梁板在施工中一旦出現(xiàn)裂縫,輕則直接影響到整體結(jié)構(gòu)物的評(píng)分,重則需報(bào)廢或重新返工,既造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失又影響到施工企業(yè)的形象。文章就混凝土梁板施工裂縫產(chǎn)生的原因,預(yù)防治理方法作一些探討。