论文部分内容阅读
混凝土构件中钢筋的锈蚀,不仅造成钢筋本身的强度损失和横截面面积减少,生成的铁锈还会对周围混凝土产生径向挤压膨胀力,即锈胀力,导致周围混凝土产生环向的拉应力,使得受压区的混凝土处于双向拉压异号的应力状态,会引起其开裂从而降低了抗压能力。本论文采用大型有限元软件ANSYS模拟分析受压区钢筋锈蚀对无粘结预应力混凝土梁的受弯性能的影响,主要做了以下工作:对混凝土耐久性研究进行综述,探讨无粘结预应力混凝土梁钢筋锈蚀的有限元分析方法,确定材料的本构关系和结构单元模型,分析混凝土破坏准则、开裂软化、裂缝和压碎处理。在不同有效预应力、荷载、受压钢筋直径和混凝土强度等级的条件下,对不同锈蚀率的无粘结预应力混凝土悬臂梁进行数值模拟研究,分析受压钢筋锈蚀对无粘结预应力梁受弯性能的影响。接着对无粘结预应力悬臂梁锈蚀前后预应力筋应力的变化以及受压区混凝土应变的变化和挠度的变化等方面的模拟和试验结果进行对比分析研究。在基本假设前提下,分析推导出无粘结预应力混凝土梁受压区钢筋锈蚀开裂前的正截面抗弯承载力锈胀退化计算公式。通过对无粘结预应力混凝土T梁受压区钢筋锈蚀开裂前,在不同锈蚀率条件下的抗弯承载力进行有限元模拟计算研究,对模拟计算值和公式计算值进行比较,并分析了综合配筋指标的各因素对承载力的影响。研究获得了以下的主要成果:无粘结预应力钢筋混凝土梁受压区钢筋锈蚀后的受弯性能随锈蚀量的增加而降低。其他条件相同的情况下,预应力、外荷载和受压钢筋直径越大,或者混凝土强度等级越低,受压区混凝土纵向开裂时刻的锈蚀量越小,相对挠度增量也随之减小。本文在基本假设前提下,分析推导出无粘结预应力混凝土梁受压区钢筋锈蚀开裂前的正截面抗弯承载力锈胀退化计算公式。通过“综合配筋指标”的各因素对极限承载力的影响进行有限元模拟分析研究可知:对极限弯矩的影响较大的是有效预应力和预应力筋用量,对预应力极限应力增量影响相对较大的依次混凝土强度和受拉受压普通钢筋用量。最后将模拟结果与本文公式计算结果进行比较,符合较好,对以后耐久性初步评估有良好的指导意义。