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腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁数值模拟方法研究

作　者: 马广强
导　师: 朱劲松
学　校: 天津大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢筋混凝土桥梁耐久性数值模拟腐蚀与疲劳耦合
分类号: U441.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钢筋混凝土桥梁结构在运营过程中不仅要受到外部腐蚀环境的影响,同时还要受到疲劳荷载的作用,腐蚀与疲劳耦合作用会使钢筋混凝土桥梁的使用寿命大大降低。因腐蚀与疲劳退化而导致的工程事故不断发生,腐蚀与疲劳耦合作用下的结构性能退化问题也越来越受到重视。本文在国内外已有研究成果的基础上,提出了钢筋混凝土桥梁耐久性退化及腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁性能退化的数值模拟方法,并利用本文所提出的方法分别对腐蚀环境下、腐蚀与疲劳耦合作用下的钢筋混凝土桥梁性能退化问题进行了数值模拟分析。本文主要工作如下:1、系统总结了钢筋混凝土桥梁在腐蚀环境下影响耐久性退化的主要因素、既有的耐久性退化模型及疲劳退化模型,并在此基础上提出了增加铁锈作用的钢筋混凝土桥梁耐久性退化的数值模拟方法及分析流程。2、以一矩形截面的钢筋混凝土简支梁为例,应用本文提出的数值模拟方法对简支梁耐久性退化进行数值模拟分析,结果表明,该方法能够有效的模拟结构耐久性退化。3、运用二维和三维两种建模方法,对一工程实例进行了耐久性退化数值模拟,结果表明,二维有限元模型可应于钢筋锈蚀中后期(钢筋截面损失率大于10%)的数值模拟,三维有限元模型较适合模拟钢筋锈蚀初期(钢筋截面损失率小于10%)的耐久性退化。4、以腐蚀环境下的钢筋混凝土桥梁性能退化数值模拟方法为基础,提出了腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁性能退化的数值模拟方法,应用该方法对腐蚀与疲劳耦合作用下的某T型钢筋混凝土梁性能退化进行数值模拟分析,分析结果验证了该数值模拟方法的有效性。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 引言  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
  1.3 主要存在问题  14-15
  1.4 本文的主要工作  15-16
第二章钢筋混凝土桥梁耐久性退化理论  16-26
  2.1 混凝土碳化理论研究  17-19
  2.2 氯离子扩散理论研究  19-21
  2.3 钢筋锈蚀对结构耐久性的影响  21-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章钢筋混凝土桥梁耐久性退化模型  26-52
  3.1 混凝土耐久性退化模型  26-42
  3.2 锈蚀引起的钢筋退化模型  42-47
  3.3 钢筋与混凝土之间的粘性退化模型  47-50
  3.4 本章小结  50-52
第四章钢筋混凝土桥梁耐久性退化数值模拟  52-67
  4.1 数值模拟方法  52-53
  4.2 有限元建模  53-55
  4.3 算例验证  55-57
  4.4 实例分析  57-65
  4.5 本章小结  65-67
第五章腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁退化数值模拟  67-78
  5.1 腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁性能退化  67-70
  5.2 腐蚀与疲劳耦合分析方法  70-71
  5.3 实例分析  71-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章结论与展望  78-80
  6.1 结论  78
  6.2 展望  78-80
参考文献  80-86
发表论文和参加科研情况说明  86-87
致谢  87

腐蚀与疲劳耦合作用下钢筋混凝土桥梁数值模拟方法研究

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