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寒冷地区连续配筋混凝土路面温度应力分析和配筋设计

周永磊  
【摘要】:CRCP混凝土路面板在温度发生变化时将产生温度应力,由于受到钢筋和地基摩阻力的作用,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土产生裂缝,而由于钢筋的约束作用,将减小路面板的裂缝宽度。本文主要对CRCP受温度应力时的简化力学模型进行了分析研究,通过对比考虑地基摩阻力与不考虑地基摩阻力的计算结果,可以看出地基摩阻力对CRCP的影响很小,在实际中可以不考虑地基摩阻力。以此为基础,建立不考虑地基摩阻力的ANSYS有限元模型,在有限元模型中,用SOLID65单元来模拟混凝土, LINK8单元来模拟钢筋, 0长度的COMBIN14单元(弹簧单元)来模拟钢筋与混凝土之间的粘结和滑移。通过有限元模型,计算钢筋与混凝土在各个点的位移和应力,并把有限元计算结果同理论公式得到的结果进行对比,两种结果比较吻合,说明建立的有限元模型是正确的。用建立的有限元模型分析了裂缝间距、钢筋和混凝土之间的粘结刚度系数、配筋率、材料线膨胀系数等参数变化对裂缝宽度、钢筋和混凝土的应力等的影响规律,并把得到的规律应用到CRCP的配筋设计中。最后用建立的有限元模型对CRCP配筋设计进行了设计优化计算,配筋计算结果显示,在吉林省这样的寒冷地区,CRCP取配筋率为0.7%,钢筋直径20mm是适宜的。


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