氯離子侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土梁的幾何非線性分析
發(fā)布時間:2020-12-26 19:21
非線性分析理論是結(jié)構(gòu)全過程分析的基礎(chǔ),同時,非線性理論也是廣泛應(yīng)用于大跨度、空間結(jié)構(gòu)的重要應(yīng)用基礎(chǔ)。理論研究的不斷深入和方法的日漸先進能夠為后續(xù)提供強大而精確的分析設(shè)計能力,而分析的精度提高和分析內(nèi)容的深入,又直接提高了復雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量和結(jié)構(gòu)中復雜部位的分析質(zhì)量。出于實際應(yīng)用的需要,有必要對結(jié)構(gòu)尤其空間結(jié)構(gòu)中的非線性分析理論作系統(tǒng)討論。在非線性過程分析中,迭代方式、計算方法及剛度矩陣都將對其產(chǎn)生重大影響。其中,剛度矩陣的精確性不僅影響計算結(jié)果的準確性,還影響臨界點的收斂性。本文整理與推導了梁柱單元非線性分析理論,著重推導了考慮幾何非線性的切線剛度矩陣,基于該理論編制了非線性分析程序,并采用若干典型算例對理論與程序的適用性和正確性進行了驗證與評價。而后將纖維梁柱單元理論與元胞自動機(CA)有效結(jié)合,對腐蝕損傷后的鋼筋混凝土梁進行了非線性分析與耐久性壽命評估。研究內(nèi)容如下:(1)整理與推導了基于有限單元法的非線性平面梁柱單元分析理論;谛拚窭嗜眨║L)列式和最小勢能原理,忽略剪切與扭轉(zhuǎn)效應(yīng),通過定義平面梁單元的力與變形,確定形函數(shù),分別推導了平面梁柱單元的彈性剛度矩陣和幾何剛度矩陣...
【文章來源】:華東交通大學江西省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 概述
1.2 簡介
1.2.1 梁的早期研究歷史
1.2.2 梁的幾何非線性研究歷史及研究現(xiàn)狀
1.2.3 梁的幾何非線性分析存在的問題
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 基于有限單元法的非線性平面梁柱單元分析理論
2.1 引言
2.2 有限元基本方程
2.2.1 修正的拉格朗日(U.L.)公式
2.2.2 增量形式的有限元方程
2.3 線彈性與幾何非線性分析力學模型的建立
2.3.1 單元力與變形定義
2.3.2 位移插值函數(shù)
2.3.3 應(yīng)變矩陣
2.3.4 彈性剛度矩陣
2.3.5 幾何剛度矩陣
2.4 平面坐標轉(zhuǎn)換
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于有限單元法的非線性空間梁柱單元分析理論
3.1 線彈性與幾何非線性分析力學模型的建立
3.1.1 單元力與變形定義
3.1.2 位移插值函數(shù)
3.1.3 應(yīng)變矩陣
3.1.4 彈性剛度矩陣
3.1.5 幾何剛度矩陣
3.2 空間坐標變換
3.3 本章小結(jié)
第四章 基于纖維模型的鋼筋混凝土空間梁柱單元
4.1 引言
4.2 纖維模型
4.2.1 基本假定
4.2.2 分析模型
4.3 基于纖維模型的鋼筋混凝土空間梁柱單元
4.3.1 位移插值函數(shù)的選取原則
4.3.2 構(gòu)建單元剛度矩陣
4.4 本章小結(jié)
第五章 算例分析
5.1 引言
5.2 端部受集中彎矩作用的懸臂梁
5.3 William肘式框架
5.4 Lee’sFrame框架
5.5 門式剛架
5.6 本章小結(jié)
第六章 腐蝕損傷后鋼筋混凝土梁非線性分析
6.1 引言
6.2 損傷模型
6.3 元胞自動機模擬鋼筋混凝土梁的氯離子擴散過程
6.3.1 擴散方程
6.3.2 元胞自動機簡介
6.3.3 腐蝕損傷過程模擬
6.4 鋼筋混凝土連續(xù)梁非線性分析
6.4.1 修正的截面剛度矩陣
6.4.2 鋼筋混凝土連續(xù)梁位移演化
6.4.3 截面彎矩-曲率變化
6.4.4 耐久性壽命評估
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻
個人簡歷在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]大型風力機的幾何非線性動態(tài)響應(yīng)研究[J]. 曹九發(fā),王同光,王梟. 振動與沖擊. 2016(14)
[2]一種考慮溫度影響的高效幾何非線性梁—柱單元[J]. 李國強,王震. 同濟大學學報(自然科學版). 2016(06)
[3]橫縱激勵下幾何非線性復合材料層合梁的混沌同步[J]. 王龍飛,韓志軍,閆曉鵬,路國運. 振動與沖擊. 2016(09)
[4]基于本征方程求解復合材料梁幾何非線性靜力平衡[J]. 李園園,何歡,陳國平,劉龐輪. 振動與沖擊. 2016(08)
[5]基于增量割線剛度的平面梁幾何非線性分析[J]. 文穎,李特,孫明文,曾慶元. 華中科技大學學報(自然科學版). 2016(04)
[6]組合構(gòu)件纖維模型的建模策略——單元劃分和截面離散[J]. 陶慕軒,聶建國. 工程力學. 2016(02)
[7]功能梯度變曲率曲梁的幾何非線性模型及其數(shù)值解[J]. 萬澤青,李世榮. 固體力學學報. 2015(03)
[8]基于動力非線性有限元法的索-梁相關(guān)振動研究[J]. 王濤,沈銳利. 振動與沖擊. 2015(05)
[9]高效雙非線性平面梁單元算法研究[J]. 鄧繼華,譚平,周福霖. 應(yīng)用力學學報. 2014(06)
[10]幾何非線性空間梁的動力學建模與實驗研究[J]. 徐圣,劉錦陽,余征躍. 振動與沖擊. 2014(21)
博士論文
[1]鋼結(jié)構(gòu)非線性分析方法研究及其在軟件中的實現(xiàn)[D]. 萬金國.武漢大學 2010
[2]框架幾何非線性分析的若干問題[D]. 張年文.浙江大學 2010
[3]基于有限單元柔度法的鋼筋混凝土框架三維非彈性地震反應(yīng)分析[D]. 陳滔.重慶大學 2003
[4]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析及有限單元構(gòu)造方法的研究[D]. 黃吉峰.中國建筑科學研究院 2001
碩士論文
[1]混凝土結(jié)構(gòu)耐久性元胞機有限元數(shù)值研究[D]. 袁素葉.華東交通大學 2017
[2]基于位移變形理論的空間梁模型分析與研究[D]. 周倩南.浙江大學 2015
[3]大跨徑鋼管混凝土拱橋幾何非線性及徐變效應(yīng)數(shù)值研究[D]. 潘澤宇.長沙理工大學 2014
[4]空間梁單元的理論研究及其在橋梁中的應(yīng)用[D]. 李杰.長沙理工大學 2014
[5]碳纖維薄壁箱梁幾何非線性特性試驗研究[D]. 趙玉如.蘭州交通大學 2013
[6]基于變形位移理論的空間梁柱非線性有限元分析模型研究[D]. 顧觀東.浙江大學 2013
[7]空間桿系結(jié)構(gòu)的彈塑性大位移分析[D]. 吳可偉.清華大學 2012
[8]曲線薄壁箱梁的幾何非線性分析[D]. 費瑜.重慶交通大學 2012
[9]基于纖維模型的型鋼混凝土梁柱單元理論[D]. 馬銀.西安建筑科技大學 2010
本文編號:2940320
【文章來源】:華東交通大學江西省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 概述
1.2 簡介
1.2.1 梁的早期研究歷史
1.2.2 梁的幾何非線性研究歷史及研究現(xiàn)狀
1.2.3 梁的幾何非線性分析存在的問題
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 基于有限單元法的非線性平面梁柱單元分析理論
2.1 引言
2.2 有限元基本方程
2.2.1 修正的拉格朗日(U.L.)公式
2.2.2 增量形式的有限元方程
2.3 線彈性與幾何非線性分析力學模型的建立
2.3.1 單元力與變形定義
2.3.2 位移插值函數(shù)
2.3.3 應(yīng)變矩陣
2.3.4 彈性剛度矩陣
2.3.5 幾何剛度矩陣
2.4 平面坐標轉(zhuǎn)換
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于有限單元法的非線性空間梁柱單元分析理論
3.1 線彈性與幾何非線性分析力學模型的建立
3.1.1 單元力與變形定義
3.1.2 位移插值函數(shù)
3.1.3 應(yīng)變矩陣
3.1.4 彈性剛度矩陣
3.1.5 幾何剛度矩陣
3.2 空間坐標變換
3.3 本章小結(jié)
第四章 基于纖維模型的鋼筋混凝土空間梁柱單元
4.1 引言
4.2 纖維模型
4.2.1 基本假定
4.2.2 分析模型
4.3 基于纖維模型的鋼筋混凝土空間梁柱單元
4.3.1 位移插值函數(shù)的選取原則
4.3.2 構(gòu)建單元剛度矩陣
4.4 本章小結(jié)
第五章 算例分析
5.1 引言
5.2 端部受集中彎矩作用的懸臂梁
5.3 William肘式框架
5.4 Lee’sFrame框架
5.5 門式剛架
5.6 本章小結(jié)
第六章 腐蝕損傷后鋼筋混凝土梁非線性分析
6.1 引言
6.2 損傷模型
6.3 元胞自動機模擬鋼筋混凝土梁的氯離子擴散過程
6.3.1 擴散方程
6.3.2 元胞自動機簡介
6.3.3 腐蝕損傷過程模擬
6.4 鋼筋混凝土連續(xù)梁非線性分析
6.4.1 修正的截面剛度矩陣
6.4.2 鋼筋混凝土連續(xù)梁位移演化
6.4.3 截面彎矩-曲率變化
6.4.4 耐久性壽命評估
6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻
個人簡歷在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]大型風力機的幾何非線性動態(tài)響應(yīng)研究[J]. 曹九發(fā),王同光,王梟. 振動與沖擊. 2016(14)
[2]一種考慮溫度影響的高效幾何非線性梁—柱單元[J]. 李國強,王震. 同濟大學學報(自然科學版). 2016(06)
[3]橫縱激勵下幾何非線性復合材料層合梁的混沌同步[J]. 王龍飛,韓志軍,閆曉鵬,路國運. 振動與沖擊. 2016(09)
[4]基于本征方程求解復合材料梁幾何非線性靜力平衡[J]. 李園園,何歡,陳國平,劉龐輪. 振動與沖擊. 2016(08)
[5]基于增量割線剛度的平面梁幾何非線性分析[J]. 文穎,李特,孫明文,曾慶元. 華中科技大學學報(自然科學版). 2016(04)
[6]組合構(gòu)件纖維模型的建模策略——單元劃分和截面離散[J]. 陶慕軒,聶建國. 工程力學. 2016(02)
[7]功能梯度變曲率曲梁的幾何非線性模型及其數(shù)值解[J]. 萬澤青,李世榮. 固體力學學報. 2015(03)
[8]基于動力非線性有限元法的索-梁相關(guān)振動研究[J]. 王濤,沈銳利. 振動與沖擊. 2015(05)
[9]高效雙非線性平面梁單元算法研究[J]. 鄧繼華,譚平,周福霖. 應(yīng)用力學學報. 2014(06)
[10]幾何非線性空間梁的動力學建模與實驗研究[J]. 徐圣,劉錦陽,余征躍. 振動與沖擊. 2014(21)
博士論文
[1]鋼結(jié)構(gòu)非線性分析方法研究及其在軟件中的實現(xiàn)[D]. 萬金國.武漢大學 2010
[2]框架幾何非線性分析的若干問題[D]. 張年文.浙江大學 2010
[3]基于有限單元柔度法的鋼筋混凝土框架三維非彈性地震反應(yīng)分析[D]. 陳滔.重慶大學 2003
[4]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析及有限單元構(gòu)造方法的研究[D]. 黃吉峰.中國建筑科學研究院 2001
碩士論文
[1]混凝土結(jié)構(gòu)耐久性元胞機有限元數(shù)值研究[D]. 袁素葉.華東交通大學 2017
[2]基于位移變形理論的空間梁模型分析與研究[D]. 周倩南.浙江大學 2015
[3]大跨徑鋼管混凝土拱橋幾何非線性及徐變效應(yīng)數(shù)值研究[D]. 潘澤宇.長沙理工大學 2014
[4]空間梁單元的理論研究及其在橋梁中的應(yīng)用[D]. 李杰.長沙理工大學 2014
[5]碳纖維薄壁箱梁幾何非線性特性試驗研究[D]. 趙玉如.蘭州交通大學 2013
[6]基于變形位移理論的空間梁柱非線性有限元分析模型研究[D]. 顧觀東.浙江大學 2013
[7]空間桿系結(jié)構(gòu)的彈塑性大位移分析[D]. 吳可偉.清華大學 2012
[8]曲線薄壁箱梁的幾何非線性分析[D]. 費瑜.重慶交通大學 2012
[9]基于纖維模型的型鋼混凝土梁柱單元理論[D]. 馬銀.西安建筑科技大學 2010
本文編號:2940320
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