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钢筋混凝土桥梁在运营荷载下疲劳失效过程数值模拟
| 论文题名： | 钢筋混凝土桥梁在运营荷载下疲劳失效过程数值模拟 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥梁;包络线方程;数值模拟;疲劳全过程;运营荷载 |
| 摘要： | 许多在役桥梁除受静力荷载作用外,还受到疲劳荷载作用,如车辆荷载、风荷载等,这使得桥梁疲劳问题越来越受到关注。本文主要围绕钢筋混凝土桥梁疲劳损伤累积失效全过程数值模拟问题展开。在已有疲劳试验的基础上,归纳分析了混凝土及钢筋疲劳刚度退化、疲劳强度退化及疲劳残余变形的规律,建立了混凝土及钢筋疲劳剩余强度包络线方程,并构建了混凝土及钢筋在任意疲劳加载次数下的疲劳本构模型。在此基础上对疲劳全过程分析法进行改进,并提出了疲劳损伤累积失效全过程分析法,通过算例验证该分析法的可靠性,并利用本方法对一钢筋混凝土梁工程实例进行分析。主要内容如下: 1、在深刻理解混凝土在疲劳过程中的疲劳刚度退化、疲劳强度退化及疲劳残余变形的基础上,建立了疲劳剩余强度包络线方程,再结合混凝土单轴本构模型构建了混凝土在任意疲劳加载次数下的疲劳本构模型。 2、假定钢筋在疲劳加载过程中有效截而积按P-M线性损伤准则减小,建立了疲劳剩余强度包络线方程,以钢筋理想弹塑性模型为基础构建了钢筋在任意疲劳加载次数下的疲劳本构模型。 3、以ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型为基础,运用混凝土及钢筋疲劳本构模型计算各疲劳损伤参数；在此基础上,提出了疲劳损伤累积失效全过程分析法,其中疲劳加载次数根据结构疲劳变形理想化的三阶段规律进行简化,通过算例验证该分析法的可靠性。 4、结合天津城区的交通量,制定了天津城区疲劳荷载频值谱表,同时换算成等效等幅疲劳荷载,并将其应用于实际桥梁中；并且在此基础上,研究了在给定疲劳寿命情况下求解等幅疲劳荷载上限值的方法。 |
| 作者： | 朱先存 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 朱劲松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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