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《南京理工大学》 2010年
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基于尺寸效应的混凝土结构承载能力研究

郑智辉  
【摘要】: 尺寸效应是脆性和准脆性材料的一种基本特性,其在结构断裂破坏中表现得尤为明显。对混凝土而言,尺寸效应主要表现为断裂能随构件尺寸的增大而增大,强度则随构件尺寸的增大而减小。与对混凝土材料及素混凝土构件的研究相比,目前对钢筋混凝土构件的尺寸效应现象研究还较少。 断裂力学方法在混凝土断裂分析中已得到有力的开发和应用,其中虚拟裂缝模型的提出对混凝土尺寸效应现象作出了较好的解释。因此本文基于混凝土虚拟裂缝模型并采用断裂韧度判据研究钢筋混凝土梁的承载能力,具体内容如下: 首先将三点弯曲梁自重、荷载、钢筋以及断裂过程区的粘聚力在裂缝尖端产生的应力强度因子叠加,检验其是否超过断裂韧度,以判断裂缝是否扩展。然后通过增大荷载以及增加裂缝长度的方式迭代计算,求得相应尺寸构件的承载能力,整个计算过程采用Matlab编程来实现。研究结果表明,尽管钢筋对混凝土裂缝的发展起到限制作用,使其呈现出“塑性”特征,但是钢筋混凝土仍然存在尺寸效应现象,只是与素混凝土相比比较不明显。 另外在ABAQUS通用有限元软件中建立不同尺寸的梁模型,并采用粘结单元模拟基于虚拟裂缝模型的混凝土开裂过程,求得极限承载力。通过分析表明,ABAQUS的计算结果与上述数值分析结论较好吻合。 开展钢筋混凝土断裂研究的最终目的是要建立一套适于定量描述钢筋混凝土裂缝扩展的断裂准则或断裂模型,从而将尺寸效应现象考虑到混凝土结构的设计中去。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU375

【参考文献】
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