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锈蚀钢筋混凝土梁疲劳试验与数值模拟
| 论文题名： | 锈蚀钢筋混凝土梁疲劳试验与数值模拟 |
| 关键词： | 钢筋混凝土梁;疲劳试验;数值模拟;有限元软件ANSYS |
| 摘要： | 钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性失效的主要原因之一。伴随着桥梁结构的老龄化以及交通流量的增加、车载的增大、使用环境的恶化，大量锈蚀混凝土桥梁迫切需要进行安全性评价和剩余疲劳寿命预测。 锈蚀钢筋混凝土梁受力性能的研究是土木工程领域的热点和方向。国内外学者对锈蚀钢筋混凝土梁的静力性能进行了大量的试验研究、理论分析及数值模拟，取得了众多研究成果。然而，对锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的研究较少，且一般是先加速锈蚀构件再进行疲劳试验。由于加速锈蚀与自然锈蚀存在本质的区别，直接由加速锈蚀钢筋混凝土梁的试验结果预测既有老化混凝土桥梁的剩余疲劳寿命往往偏于不安全。 本文在掌握国内外研究现状、发展趋势的基础上，设计制作8根模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁。通过理论分析、试验研究及数值模拟，着重研究和探讨模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的退化规律。研究结果表明，由于加载水平较高、截面尺寸较小，锈蚀梁多在加载点附近发生剪切破坏;模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命存在较大的离散性质，其不仅与钢筋的锈蚀率、应力范围有关，而且与钢筋的锈蚀形态、锈蚀梁的破坏特征有关;随循环次数增长，钢筋的最大应力、最小应力都有不同程度的增加;总体上，跨中挠度发展具有明显的三阶段特征:陡降一平稳一陡升，其中第二阶段占90％以上;最初以弯曲裂缝为主，随循环次数增长，斜裂缝出现并迅速发展，最终起决定作用。基于大型通用有限元软件ANSYS，对试验梁进行数值模拟，分析其静力性能及疲劳性能，并与试验结果进行了对比。 |
| 作者： | 邢明录 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王全娟;汤红卫;李士彬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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