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C40早龄期混凝土梁受弯性能试验研究

作　者: 柴洁
导　师: 袁泉
学　校: 北京交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 早龄期混凝土 早强剂 试验研究 受弯性能 钢筋混凝土梁 型钢混凝土梁 有限元分析
分类号: TU375.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


混凝土的早龄期阶段与整个期望的使用年限相比是短暂的,但是大部分工程事故出现在这个阶段,并且早龄期混凝土的性能对后期混凝土的工作性能有重大影响。研究早龄期混凝土构件的力学性能有重要的理论意义及工程应用价值,为此,本文针对掺加早强剂的C40混凝土在养护龄期达到28天之前,以早龄期混凝土的抗压、抗拉强度及弹性模量分析为基础,对同条件养护下的钢筋混凝土梁和型钢混凝土梁的受弯性能进行了研究。本文以C40早龄期混凝土试验为基础,进行了如下工作：(1)通过制作C40掺加早强剂的混凝土梁构件,采用两点加荷方式对14根混凝土梁进行了弯曲试验研究。试验过程中测量了各级荷载作用下构件的挠度和截面应变,并绘制了在单调荷载作用下的梁的裂缝开展图及荷载—挠度关系曲线,研究了荷载、龄期等因素对构件承载能力、变形性能及前期受荷对后期承载力的影响。(2)对钢筋混凝土梁和型钢混凝土梁的正截面承载力公式进行推导,对不同的理论计算公式进行了比较,并将其理论计算结果与试验结果对比分析,提出早龄期混凝土梁承载力的计算公式。(3)与梁同批次的混凝土材料试验：通过对3个不同龄期的9块试件进行单轴受压试验,绘出各龄期试件的应力应变曲线,为后期进行梁的有限元分析提供本构关系。选用ABAQUS有限元分析软件对早龄期混凝土梁构件进行分析,分析其承载力与变形能力,并与试验结果进行对比分析,结果基本吻合。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-17
  1.1 早龄期混凝土结构研究的意义  10-11
  1.2 国内外早龄期混凝土结构的研究应用现状  11-16
    1.2.1 早期推定混凝土强度主要发展历程  11
    1.2.2 混凝土早龄期弹性模量研究现状  11-13
    1.2.3 混凝土早期水化速率的研究成果  13-14
    1.2.4 混凝土早龄期受荷对后期影响  14-15
    1.2.5 成熟度与混凝土强度间的关系  15-16
  1.3 本文研究的主要内容  16-17
2 早龄期混凝土梁试验研究  17-35
  2.1 试验的目的与内容  17
    2.1.1 试验目的  17
    2.1.2 试验内容  17
  2.2 试验构件的制作  17-20
    2.2.1 试验材料  17-18
    2.2.2 试验梁选取与设计  18-19
    2.2.3 试件制作  19-20
  2.3 试验方法  20-21
    2.3.1 加载方案  20
    2.3.2 测试方案  20-21
  2.4 试验结果分析  21-34
    2.4.1 梁破坏模式  21
    2.4.2 试验过程描述及裂缝图  21-29
    2.4.3 测点分析  29-34
  2.5 本章小结  34-35
3 混凝土梁抗弯理论分析  35-50
  3.1 钢筋混凝土梁的开裂内力计算  35-37
  3.2 钢筋混凝土梁极限承载力的计算  37-38
  3.3 理论值与试验值的比较  38-39
  3.4 型钢混凝土梁受弯截面弹性分析  39-42
  3.5 型钢混凝土梁正截面抗弯承载力的计算  42-47
    3.5.1 正截面强度计算的基本假定  42
    3.5.2 临界受压区高度系数  42-43
    3.5.3 正截面抗弯承载力的计算  43-46
    3.5.4 理论值与试验值的比较  46-47
  3.6 本章小结  47-50
4 早龄期混凝土梁的有限元分析验证  50-64
  4.1 ABAQUS简介  50-51
  4.2 用ABAQUS进行结构分析的流程  51
  4.3 材料模型  51-55
    4.3.1 混凝土材料模型  51-54
    4.3.2 钢筋、型钢材料模型  54-55
  4.4 模型的建立  55-56
    4.4.1 支座与垫块  55
    4.4.2 钢筋、型钢及混凝土单元  55-56
  4.5 ABAQUS分析结果  56-64
    4.5.1 分析结果  56-60
    4.5.2 分析结果与试验对比  60-62
    4.5.3 钢筋配筋率对极限承载力的影响  62-64
5 结论与展望  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 展望  64-66
参考文献  66-68
作者简历  68-70
学位论文数据集  70

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 梁
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