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预应力混凝土箱梁承载力与裂缝研究
| 论文题名： | 预应力混凝土箱梁承载力与裂缝研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土箱梁;平板壳单元;承载力;裂缝 |
| 摘要： | 钢筋混凝土/预应力混凝土箱梁易开裂，确定剩余承载力是维修、加固决策的依据。本文对箱梁的结构分析理论、线性与非线性行为、承载力、裂缝等进行了如下研究： 1、基于Timoshenko二广义位移梁理论，将其位移解析解作为试函数，建立了无剪切闭锁深梁单元。基于Von-Karman大挠度理论和T.L列式，建立了深梁几何非线性有限元法。参照初等梁的Saafan、Brotton、Fleming理论，建立了深梁几何非线性分析的稳定函数法。 2、利用有限条带思想和梁的位移模式，建立了由带旋转自由度的平面应力膜元和中厚板弯曲单元耦合而成的中厚平板壳单元，用此单元分析箱梁结构可考虑拉压、弯曲、剪切、剪力滞、扭转等，再加上闭口箱梁进一步划分子板单元，自动计入了畸变，受力模式比较全面。基于Von-Karman大挠度理论和T.L.列式，建立了中厚壳结构几何非线性分析方法，对多个实例进行了考证。 3、基于三角形薄膜比拟法，建立了一种新的四参数(或五参数)混凝土强度准则，进行了参数标定，预测了混凝土三轴强度。基于弹塑性理论，根据Hinton模型、Chen-Chen模型、Ottosen模型、本文模型，推导了壳体单元弹塑性本构方程。为使弹塑性本构矩阵满足流动法则和强化准则，提出了标定因子的迭代算法和二分法算法相结合的方法，可精确确定标定因子，也能防止沿加载应力反方向确定标定因子的情况。提出了理想塑性模型残余应力计算校正的比例缩放公式。利用组合式混凝土单元模型，提出了壳体单元中钢筋的处理办法。基于上述理论，建立了混凝土板壳结构材料非线性分析方法。 4、编制了计算程序PHDFEM，并用Visual Basic 6.0进行了简单的界面开发。对周世军箱梁试验模型、Duddeck板、Scordelis-Bresler梁、Jofriet-McNeice板进行了承载力与裂缝分析。对广东省韶关市五里亭大桥进行了三种工况从加载到极限承载力全过程分析，得出了一些重要结论。 |
| 作者： | 夏桂云 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 曾庆元 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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