預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土低高度T梁優(yōu)化設(shè)計與全過程分析.pdf

1、活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡稱RPC)作為一種新型混凝土材料，具有超高強度、高耐久性、高韌性和體積穩(wěn)定性，其性能與普通、高強混凝土相比具有更大的優(yōu)越性，在國際上已引起了高度的重視。但目前對RPC的科研成果多集中于材料配比優(yōu)化和基本力學(xué)性能研究方面。為了填補我國在RPC結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的空白，在鐵道部科技研究開發(fā)基金的資助下，北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院研制了鐵路跨度20m預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土低高度T型梁，

2、并已用于實際工程。 經(jīng)過靜載試驗測試表明，此次研制的低高度梁能達(dá)到各項力學(xué)性能指標(biāo)要求，且有較大富余。因此，對RPC低高度T梁進行優(yōu)化設(shè)計研究，并對優(yōu)化前后的低高度T梁進行全過程分析，從而為RPC在橋梁工程中的應(yīng)用提供設(shè)計理論和設(shè)計方法將有極其重要的意義。 首先，本文基于ANSYS軟件尺寸優(yōu)化設(shè)計模塊，采用零階法與一階法相結(jié)合，對鐵路跨度20m預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土低高度T梁進行尺寸優(yōu)化；選取RPC和預(yù)應(yīng)力鋼絞線總造價為目

3、標(biāo)函數(shù)，以T梁最大主拉應(yīng)力和最大撓度為約束條件，通過對T梁頂板厚度、底板厚度、腹板厚度和預(yù)應(yīng)力鋼絞線面積的優(yōu)化，從而達(dá)到優(yōu)化T梁材料用量，充分發(fā)揮RPC材料性能，最終降低T梁工程造價的目的。 其次，通過編制程序，對優(yōu)化前后的RPC低高度T梁進行了全過程分析。分析共分兩部分：一、非預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土T梁分析，主要分析了不同配筋率下的抗彎承載力隨上翼緣壓應(yīng)變變化關(guān)系、截面應(yīng)力分布、截面極限承載力簡化計算方法、截面抗裂性分析及簡化計