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《南华大学》 2005年
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预应力轻骨料混凝土组合板的试验研究及数值模拟

孙冰  
【摘要】:混凝土叠合结构的两阶段制造和二次受力使其兼有现浇和装配式结构之优点。但是这种结构一般是预制部分和叠合部分均采用普通混凝土,存在自重大、吊装难度大等缺陷。为了解决上述问题,本文把普通混凝土叠合板改进为预制部分采用预应力轻骨料混凝土薄板、后浇部分采用普通混凝土现浇的预应力轻骨料混凝土组合板。改进后的组合板充分利用了预应力轻骨料混凝土板自重轻、跨度大的特点,又可充分利用后浇普通混凝土的抗压强度高的特点,还保留了普通混凝土叠合板的特点。 为了研究组合板的力学性能,本文主要开展了如下工作:首先,对组合板进行二阶段制造和“二次受力”试验;其次,运用ABAQUS对组合板进行模拟分析,在此过程中,主要采用ABAQUS/Pre、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Post模块,混凝土材料采用弹塑性弥散裂缝模型,钢筋选择双折线弹塑性模型,钢筋与混凝土单元之间的粘结滑移采用满足Houde提出的关系式的联结单元,新旧混凝土之间的粘结滑移采用符合理想弹塑性本构关系的弹簧单元和满足Coulomb摩擦定律的接触表面,初始预应力场的定义采用Initial Conditions选项,初始应力场的参数选用TYPE=STRESS,另外,为了准确模拟组合板的二阶段制造和二次受力,引入了生死单元;最后,采用上述计算方法和模型运用ABAQUS进行组合板的数值模拟试验。通过以上研究主要得出如下结论: 1、组合板新旧混凝土叠合面粘结良好,证明组合板具有良好的整体性能; 2、组合板的纵向受拉钢筋具有“应力超前”现象; 3、组合板受压区后浇混凝土具有“应变滞后”现象; 4、组合板的二阶段制造和二次受力使得预制薄板的受压区在二次受力时已形成预压应力状态,同理其受拉区形成预拉应力状态,即组合板内存在“荷载预应力”; 5、用ABAQUS对组合板进行分析的结果与试验结果吻合较好,证明采用ABAQUS分析时,所选用的计算方法和有限元模型的正确性; 6、h_1/h值的改变对组合板的力学性能具有重要影响。
【学位授予单位】:南华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU378

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