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预应力混凝土箱梁非线性有限元分析

鲁博文

   现代大跨度混凝土箱梁桥,大都采用预应力混凝土结构。到目前为止,有关这一类混凝土箱梁的研究并不完善。因此,有必要对预应力混凝土箱梁的空间受力性能作进一步的研究。本文基于ANSYS平台,对预应力混凝土试验箱梁进行了非线性有限元分析,主要完成了以下几方面的内容: (1)系统总结了关于混凝土结构的非线性分析、箱梁承载力以及箱梁剪力滞的最新国内外研究现状;简要阐述了有限单元法的基本原理,归纳概括了有限单元法的基本步骤,对非线性理论以及非线性方程的求解与收敛进行了总结,在此基础上论述了预应力混凝土箱梁的有限元分析理论及其在ANSYS中的实现。 (2)基于ANSYS平台,针对已有的箱梁试验成果,通过建立预应力混凝土箱梁的有限元分析模型,模拟其在相应荷载条件下从加载到破坏的整个过程,得出相关数据,并与相应箱梁试验结果进行对比分析,从而验证了该有限元模型的可靠性和非线性分析的可行性。 (3)对影响预应力混凝土箱梁承载能力的重要参数进行了较为细致的研究,这些参数主要包括箱梁的顶板厚度、预应力钢筋面积、混凝土强度等级以及有效张拉预应力等,得出了这些参数变化时箱梁跨中截面的位移-荷载曲线以及箱梁的极限挠度与极限荷载,以此判断箱梁的受力性能。 (4)利用已建立的有限元分析模型,在配置三向预应力钢筋的情况下,考虑混凝土材料的非线性,研究了荷载作用位置与不同预应力束布置方式等因素对预应力混凝土箱梁剪力滞效应的影响,分别得到不同荷载纵向、横向作用位置以及不同预应力筋布置形式下三向预应力混凝土箱梁剪力滞效应的变化规律,所得结论对预应力混凝土箱梁的设计具有一定的指导意义。……   
[关键词]:预应力混凝土箱梁;非线性分析;承载能力;剪力滞;ANSYS
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年