连续配筋混凝土路面荷载应力分析论文

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1、连续配筋混凝土路面荷载应力分析论文.freelm左右。由于纵向连续钢筋的作用，横向裂缝发展较为规则（垂直于中线方向）。在横向裂缝处，混凝土路面板完全断开，纵向钢筋保证其张开量不至过大。2.4地基模型地基模型为温克勒地基模型和弹性半空间地基模型。3、有限元分析方法连续配筋水泥混凝土路面板是由板单元、钢筋单元、裂缝单元及地基四部分组成的。有限元分析时用结点位移｛δ｝表示各单元的内力，再根据相同结点叠加的原则形成总刚度矩阵［K］；同时按静力等效的原则，将每个单元所受的荷载移置到相应结点上形成荷载列阵｛F｝。通过平衡方程｛F｝

2、＝［K］｛δ｝求解结点位移｛δ｝，并得到应变矩阵｛ε｝和应力｛σ｝。3.1钢筋单元的刚度矩阵平面内任意一根杆件的杆端力分量是节点对杆端的作用力沿x、y坐标轴向的分量，其符号规定与x、y方向一致为正，相反为负，杆端力分量的列阵为，｛F｝＝［UiViUjVJ］T；杆端位移分量的列阵为，｛δ｝＝［UiViUjVJ］T.或｛F｝＝［K］｛δ｝3.2裂缝单元的位移模式及刚度矩阵划分单元时，混凝土在横向裂缝处不连续，裂缝两侧的结点应分开编号，但裂缝单元两侧结点的坐标相同。如图3所示，横向裂缝两侧对应结点以联结单元相联，这种联结单

3、元在X、Y、Z三个方向具有联结刚度Kx、Ky、Kz.对于裂缝截面上纵向钢筋相联结处，联结单元的Kx为钢筋的抗拉（压）刚度，Ky、Kz为裂缝处钢筋与混凝土共同作用的抗剪刚度；而对于相应混凝土结点间的联结单元，Kx为混凝土的抗压刚度，Ky、Kz为裂缝两侧骨料的嵌锁刚度。（1）联结单元的应变矩阵联结单元的应变是指其两端结点在X、Y、Z三向位移差，量纲为长度。（2）应力矩阵由应力应变关系可得：［σ］e＝［D］｛ε｝eKx——钢筋抗拉（压）刚度，，kg/cm；Ky＝Kz——钢筋的抗剪刚度，，kg/cm；β——埋入混凝土中的钢筋的

4、相对刚度，1/cm；b——裂缝宽度，cm；Es、As——钢筋弹性模量及面积。上式的详细推导见文献［1］。（3）单元刚度矩阵由虚功方程可得：［K］e＝［B］T［D］［B］3.3横向裂缝的迭代处理方法由于裂缝处混凝土完全断开，此时混凝土不能承受拉应力，所以裂缝两侧相应结点间联结单元的刚度矩阵中Kx只能为抗压刚度。在开始分析时，裂缝两侧混凝土的拉压状况还是未知，故Kx不能确定。在分析时，对Kx做如下处理：将Kx从单元刚度阵中分离出来，移到平衡方程的右端作为结点荷载来考虑。而仅将［K1］叠加入总体刚度矩阵中的相应位置。由平衡方

5、程［K］e｛δ｝e＝｛P｝e得：（［K1］＋［K2］）｛δ｝e＝｛P｝e在第一次计算时，先不计Kx（即令Kx＝0），解出结点位移｛δ｝后进行判断：（1）若Ui-Uj＞0，表示裂缝两侧结点i、j相互嵌入，应计入抗压刚度Kx，将Kx（Ui-Uj）作为结点荷载，并将该结点荷载叠加入上一次计算时的右端荷载列阵，再次迭代计算；直至位移差（Ui-Uj）、即裂缝两侧嵌入值小于某一值ε为止。在裂缝宽度b较小的情况下，通常为b≤0.5mm时，ε取裂缝宽度的1/10左右，即ε＝0.05mm；在裂缝宽度b较大，传荷能力减小的情况下，不计裂缝

6、处混凝土的抗压刚度，即不需进行迭代计算，则令ε取一较大数即可。（2）若Ui-Uj＜0，表示裂缝两侧结点在荷载作用下受拉，则认为假定Kx＝0是正确的，停止计算。采用这种局部迭代方法可以模拟裂缝传递横向力的特性，而不仅仅只传递剪力，这对于裂缝宽度很小，传荷能力良好的情况是比较合理的。计算结果表明，采用上述的处理方法可以获得收敛的结果，精度满足要求；并且在迭代过程中，只需对修正后的荷载列阵进行回代求解，而不需重新计算形成总刚度矩阵，因此迭代计算的速度比较快。结合以上原理，本文编制了CRCP荷载应力分析程序CRCPLS.4、C

7、RCP荷载应力分析由于纵向连续钢筋的作用，CRCP成为一种有良好传荷能力的多板系统，各块板共同承受车辆荷载的能力较好。CRCP的配筋率Ps应由温度、湿度变化的大小来控制设计。在仅受车辆荷载作用时，CRCP纵向钢筋的作用是提高和保持裂缝的传荷能力，从而达到减小荷载应力的目的。利用程序CRCPLS分析纵向配筋率Ps对路面板荷载应力的影响。计算时取钢筋直径D＝14、16、18、20mm，板宽B＝4.0m，板厚H＝20cm，采用20根Ⅲ级钢筋，相应的纵向配筋率为0.384％、0.50％、0.636％、0.785％，地基弹性模量

8、Es取100、200MPa.计算结果如图4、5所示。荷载作用在横向裂缝中部如图4所示，不论裂缝间距L及地基模量Es取何值，纵向配筋率Ps增大时将引起板内最大主应力及最大弯沉的减小。但是，当Ps从0.384％增加到0.785％时，应力的减小幅度不大。对于Es=100、200MPa的情况，应力减小分别为5.5％～7.6％和4.4％～6