預(yù)應(yīng)力混凝土發(fā)展的近70年以來(lái),預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以其采用較高強(qiáng)度等級(jí)混凝土和抗裂性能,已經(jīng)廣泛運(yùn)用于跨海大橋、隧道、碼頭、工業(yè)建筑、高速公路和高速鐵路等重大工程。隨著人類工業(yè)化進(jìn)程,能源的持續(xù)消耗,已經(jīng)對(duì)自然環(huán)境造成了不小的破壞,其中,酸雨對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕作用已經(jīng)十分嚴(yán)重,國(guó)內(nèi)外基于混凝土和預(yù)應(yīng)力筋腐蝕的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能研究較少,關(guān)于酸雨腐蝕下預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能的數(shù)值模擬更是鮮有探討。為了研究酸雨腐蝕下預(yù)應(yīng)力混凝土梁受力性能的數(shù)值模擬,本文對(duì)腐蝕后的混凝土棱柱體試塊進(jìn)行單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變?cè)囼?yàn),研究在模擬酸雨環(huán)境腐蝕后混凝土棱柱體試塊的力學(xué)性能劣化規(guī)律。通過(guò)ANSYS有限元數(shù)值分析對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁純彎性能和抗震性能進(jìn)行研究分析,將試驗(yàn)值和模擬值對(duì)比,驗(yàn)證了模型的有效性,并進(jìn)行參數(shù)分析。本文的主要研究工作如下:(1)根據(jù)江西近十年來(lái)的降雨情況配置模擬酸雨溶液,并制作84個(gè)混凝土棱柱體試塊對(duì)其浸泡腐蝕,與課題組進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力混凝土梁通電腐蝕試驗(yàn)同期進(jìn)行。待混凝土棱柱體試塊達(dá)到腐蝕齡期后進(jìn)行單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變?cè)囼?yàn),分析腐蝕后混凝土的表觀特征、軸壓破壞特性以及測(cè)得的腐蝕混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及彈性模量。對(duì)受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特征值,如峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、極限應(yīng)變、彈性模量進(jìn)行多元回歸分析,擬合得到曲線特征值在不同混凝土強(qiáng)度和不同腐蝕齡期下的對(duì)應(yīng)關(guān)系方程。并對(duì)混凝土棱柱體試塊的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行擬合,為后續(xù)梁構(gòu)件的純彎試驗(yàn)和低周反復(fù)加載試驗(yàn)的模擬打下基礎(chǔ)。(2)介紹了有限元分析軟件ANSYS的建模方法和選用的材料單元模型,并對(duì)本課題組同期進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力混凝土梁純彎試驗(yàn)進(jìn)行ANSYS數(shù)值模擬,確定了有限元模型建立時(shí)的參數(shù)選擇以及邊界條件,將腐蝕混凝土試驗(yàn)得到的軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征值代入模型中,并對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)對(duì)比裂縫分布圖、Von Mises應(yīng)力云分布圖、以及預(yù)應(yīng)力混凝土梁的跨中荷載-位移曲線,驗(yàn)證模型的有效性。并對(duì)驗(yàn)證后的模型進(jìn)行了參數(shù)分析,從混凝土強(qiáng)度、非預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度以及初張拉力三個(gè)變量分析預(yù)應(yīng)力混凝土梁純彎性能。(3)對(duì)本課題組同期進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力混凝土低周反復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行ANSYS數(shù)值模擬,確定了有限元模型建立時(shí)的參數(shù)選擇以及邊界條件,將腐蝕混凝土試驗(yàn)得到的本構(gòu)曲線特征值代入模型中,并對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)對(duì)比滯回曲線、骨架曲線、耗能能力來(lái)驗(yàn)證了模型的有效性。并對(duì)驗(yàn)證后的模型進(jìn)行參數(shù)分析,從非預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度、鋼絞線腐蝕率、混凝土強(qiáng)度以及初張拉力四個(gè)變量分析預(yù)應(yīng)力混凝土梁的抗震性能。
【學(xué)位單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X517;TU378.2
【部分圖文】：

圖 2.1 混凝土浸泡腐蝕Fig 2.1 Concrete immersion corrosion2 試驗(yàn)加載制度及加載試驗(yàn)方法加載制度通過(guò)混凝土棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可得到彈性模量和泊松比，以及應(yīng)力-應(yīng)沿試件高度中軸線處的兩側(cè)對(duì)稱面幾何中心位置貼縱向應(yīng)變片，在混凝土棱柱之間選擇平整面，在其幾何中心位置貼橫向應(yīng)變片。試驗(yàn)按《普通混凝土力學(xué)方法標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方法進(jìn)行加載，圖 2.2 為加載制度。

圖 2.1 混凝土浸泡腐蝕Fig 2.1 Concrete immersion corrosion制度及加載試驗(yàn)方法棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)可得到彈性模量和泊松比，以及應(yīng)中軸線處的兩側(cè)對(duì)稱面幾何中心位置貼縱向應(yīng)變片，在混凝土整面，在其幾何中心位置貼橫向應(yīng)變片。試驗(yàn)按《普通混凝土中規(guī)定的方法進(jìn)行加載，圖 2.2 為加載制度。

力—應(yīng)變?nèi)�的下降段，后半段采用位移作為控制條心抗壓試驗(yàn)完成后，取同組的另三個(gè)試塊進(jìn)行彈性模量算模量 Ec，按下式計(jì)算：Ec = ( a 0) L/(A △ n) 土抗壓彈性模量(MPa)；Fa-終荷載，1/3fcp時(shí)對(duì)應(yīng)的荷載值(N)；FN)；L-測(cè)量標(biāo)距(mm)；應(yīng)變片柵長(zhǎng)：（8cm）；A-試件承壓面積側(cè)在 Fa及 F0作用下平均變形差 (mm)：△n=((εa（左）+εa（右）)/2-(應(yīng)變；ε0-F0時(shí)標(biāo)距間試件應(yīng)變。果土表觀特征在模擬酸雨溶液中浸泡，待全部達(dá)到相應(yīng)腐蝕時(shí)長(zhǎng)后，取
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本文編號(hào)：2868336