預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁裂后受力性能研究.pdf

1、論文在綜述國內(nèi)外預(yù)應(yīng)力箱梁裂縫病害研究成果的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了裂縫對預(yù)應(yīng)力箱梁受力性能的影響。采用分級反復(fù)加載的方法對預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁模型進(jìn)行破壞性加載,結(jié)合非線性有限元分析方法,研究了不同裂縫擴(kuò)展等級下預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁剛度折減和剪力滯系數(shù)變化規(guī)律。
　　 推導(dǎo)了適用于薄壁結(jié)構(gòu)的三維殼體有限元列式,引入總應(yīng)變裂縫模型模擬混凝土裂縫擴(kuò)展,推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力鋼筋組合有限元分析基本方程,采用增量迭代法進(jìn)行非線性方程組求解

2、。采用實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了非線性有限元數(shù)值模型中參數(shù)的有效性,在此基礎(chǔ)上,分別分析了跨中、1／4跨和支座處裂縫對梁體受力特性的影響。
　　 總結(jié)了單箱雙室箱梁各個關(guān)鍵斷面在不同荷載等級下的應(yīng)變分布規(guī)律,研究了梁體在裂縫出現(xiàn)后的應(yīng)力重分布特性,分析了箱梁裂后的頂、底板剪力滯系數(shù)變化規(guī)律。采用MATLAB語言編制了基于Levenberg-Marquardt算法的優(yōu)化程序,采用ANSYSAPDL語言建立了箱梁有限元模型。融合以上兩個分析模塊

3、,實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化理論在梁體抗彎剛度損傷評估中的應(yīng)用。本文在對箱梁剛度損傷評估時(shí)同時(shí)采用了另外一個方法,直接基于荷載-撓度曲線信息構(gòu)建了梁體剛度損傷指標(biāo)。將兩種方法得到的結(jié)果進(jìn)行比較分析,證明了直接構(gòu)建的剛度損傷指標(biāo)的準(zhǔn)確及實(shí)用性。
　　 本文主要創(chuàng)新性研究成果概述如下:
　　 1.對預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁進(jìn)行了反復(fù)荷載作用下的極限承載能力試驗(yàn)研究,該類型試驗(yàn)為國內(nèi)首次。
　　 2.推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力鋼筋組合有限元分析

4、基本方程,并將之運(yùn)用到非線性有限元計(jì)算中去。該方法克服了離散有限元模型單元數(shù)量過多的缺點(diǎn),有效提高了非線性有限元計(jì)算的準(zhǔn)確性,同時(shí)降低了非線性有限元計(jì)算分析時(shí)間。
　　 3.研究了裂縫對預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁頂、底板剪力滯效應(yīng)的影響。
　　 4.采用裂縫密度參數(shù)定量描述箱梁腹板裂縫擴(kuò)展等級,提出了裂縫密度參數(shù)和箱梁剛度折減系數(shù)的關(guān)聯(lián)模型。對21個有限元模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)回歸,提出了考慮主梁寬跨比、邊中跨比和荷載因