混凝土構(gòu)件剛度的計(jì)算理論及有限元分析.pdf

1、受彎構(gòu)件是土木工程中應(yīng)用最廣泛的構(gòu)件，受彎構(gòu)件的撓度計(jì)算是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的受彎構(gòu)件剛度計(jì)算公式是通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)象的分析，提出力學(xué)模型，在半理論半實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的。雖然規(guī)范充分考慮了受彎構(gòu)件的特性，計(jì)算公式有其合理性和在實(shí)踐中的適用性，計(jì)算結(jié)果有著較好精度，但其缺乏明確的力學(xué)概念，不易理解。并且，規(guī)范中的剛度公式是鋼筋式，為了與國際接軌、便于理解和計(jì)算，本文根據(jù)混凝土力學(xué)原理建立混凝土式的剛度公式并進(jìn)

2、行簡(jiǎn)化。 本文在正截面計(jì)算相關(guān)假定的基礎(chǔ)上，根據(jù)適筋梁正截面的物理?xiàng)l件、變形條件和平衡條件，根據(jù)受彎構(gòu)件受力變形破壞發(fā)展的不同階段及在各個(gè)階段的受力特點(diǎn)，聯(lián)立每一階段中的不同的三個(gè)條件解方程得到三階段不同的抗彎剛度的計(jì)算公式。我們知道，構(gòu)件使用階段的變形和裂縫寬度計(jì)算是建立在第Ⅱ階段的基礎(chǔ)之上的。因此，利用第Ⅱ階段的剛度公式，通過分析矩形截面的不同高度、不同的混凝土強(qiáng)度、不同的配筋率，找出影響剛度公式的主要因素，得到由混凝土力學(xué)

3、原理得出的剛度公式并進(jìn)行簡(jiǎn)化，并將簡(jiǎn)化的剛度公式與規(guī)范公式進(jìn)行對(duì)比和分析。利用簡(jiǎn)化的混凝土式的剛度公式，在等效剛度原則的基礎(chǔ)上，得出了簡(jiǎn)支梁的撓度公式，并應(yīng)用該撓度公式和ANSYS分別進(jìn)行撓度計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用ANSYS有限元程序建立了混凝土梁模型，根據(jù)分析結(jié)果，得出了彎矩一撓度曲線圖。 本文主要研究了以下四個(gè)問題： 1、基于相關(guān)假定，根據(jù)物理?xiàng)l件、幾何條件及平衡條件，運(yùn)用混凝土力學(xué)

4、分析方法建立了單筋混凝土矩形截面梁的三階段的剛度計(jì)算公式； 2、根據(jù)不同的矩形截面梁的高度、不同的混凝土的強(qiáng)度、不同截面的配筋率，簡(jiǎn)化第Ⅱ階段的剛度計(jì)算公式； 3、利用簡(jiǎn)化的剛度公式，在最少剛度原則的基礎(chǔ)上，求出以簡(jiǎn)化剛度表示的撓度公式，并以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，用得出的撓度公式和ANSYS分別進(jìn)行撓度值計(jì)算；根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用ANSYS有限元程序建立了混凝土梁模型，根據(jù)分析結(jié)果，得出了彎矩-撓度曲線圖； 4、對(duì)比分析了