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基于能量耗散理论的预应力混凝土梁疲劳寿命研究
| 论文题名： | 基于能量耗散理论的预应力混凝土梁疲劳寿命研究 |
| 关键词： | 预应力钢筋混凝土桥梁;疲劳寿命;能量耗散;预测模型 |
| 摘要： | 随着我国道路交通量日益增长，现役预应力钢筋混凝土桥梁疲劳损伤累积显著，存在很大的安全隐患。为了确保桥梁运营安全，有必要对其疲劳寿命进行评估，为桥梁结构正常使用或加固改造提供重要依据。 首先基于热力学的基本原理，验证了能量耗散理论预测混凝土梁疲劳寿命可行。其次，考虑预应力混凝土梁开裂后刚度发生变化，借助有效惯矩法，建立了预应力度和混凝土梁开裂后在疲劳荷载作用下能量耗散密度之间的关系模型。然后，利用ANSYS软件对5片预应力混凝土T梁进行疲劳损伤过程模拟仿真，采用线性插值法得到荷载-挠度曲线，对其积分求得耗散能密度，并分段拟合得到耗散能密度变化规律曲线。建立了预应力混凝土梁疲劳损伤过程中耗散能密度和梁预应力度及线刚度之间的非线性方程，以及疲劳稳定发展阶段的耗散能密度和疲劳寿命的非线性方程，利用拟合方程对L-7梁疲劳寿命进行了预测。 研究结果表明:预应力混凝土梁疲劳损伤过程中能量耗散密度呈现非常明显的三阶段规律，三阶段比值约为0.15∶0.75∶0.1，且各阶段占比与预应力度大小无关;在疲劳稳定发展阶段的耗散能密度大小与预应力度大小呈负相关，符合理论模型。相较于传统疲劳寿命预测方法，基于耗散能理论疲劳寿命预测方法更加精确，为预测预应力混凝土桥梁疲劳寿命提供了新的思路。 |
| 作者： | 吴康 |
| 专业： | 交通信息与安全工程 |
| 导师： | 邹兰林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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