基于有限元的混凝土梁受剪承载力分析

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1、硕士学位论文基于有限元的混凝土梁受剪承载力分析作者姓名罗淼平学科专业桥梁与隧道工程指导教师王卫锋教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年6月ShearStrengthAnalysisofConcreteBeamsBasedonFiniteElementMethod.ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LuoMiaopingSupervisor：Prof.WangWeifengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分

2、类号∶U448校代号∶10s⒍写巨谔旁∶201220106316华南理工大学硕士学位论文基于有限元的混凝土梁受剪承载力分析作者姓名:罗淼平指导教师姓名、职称:王卫锋教授申请学位级别:工学硕士研究方向:大跨度桥梁结构学科专业名称:桥梁与隧道工程日论文提交日期:201561年月日论文答辩日期:201563年月日学位授予单位:华南理工大学学位授予日期:年月答辩委员主席:委员:ζL泷勃华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集

3、体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:曰期年6月$曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮P:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学

4、位论文属于：□保密，在____年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）摘要钢筋混凝土结构受剪性能的研究已有百余年历史，但由于其破坏形态复杂，影响因素众多，对受剪机理的认识还存在不足，至今尚未找到一种合理的理论模型去很好地预测结构的受剪性能。非线性有限元方法的快速发展为钢筋混凝土结构受剪性能的研究注入新的活力，在非线性有限元软件计算中，采用不

5、同的混凝土等材料的本构模型计算结果往往不同，甚至有较大的差别。基于此，本文研究的主要内容有：（1）介绍几种主要的受剪分析方法，如桁架理论、极限平衡理论、塑性理论、非线性有限元分析法等。混凝土的本构模型对钢筋混凝土结构的非线性分析的准确性有重大的影响，因此对已有的理论模型如弹性理论、非线性弹性理论、弹塑性理论、断裂力学理论、损伤力学理论和内时理论等做了介绍。（2）运用混凝土弹塑性模型和塑性损伤模型通过ABAQUS软件建立两个非线性有限元模型，分析钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁的受剪性能，并与试验数据进行比对，研究模型在抗剪分析方面的适用性和可靠性。

6、结果表明，混凝土塑性损伤模型的计算结果不仅受剪承载力与试验结果吻合，而且各根梁的破坏现象与实际试验现象也吻合，变形分析则需要注意混凝土截面开裂后的刚度折减。（3）应用显示非线性动态分析，对在地震加速度荷载作用下的钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁进行数值模拟，分析梁的受剪性能。结果显示，在加速度荷载作用下，RC梁及PC梁的受剪承载力相对静载作用有不同程度的提升；钢筋混凝土梁在加速度荷载作用下的破坏形态与静载相比基本相同，而预应力混凝土梁在加速度荷载作用下的破坏形态与静载作用相比，则有较大不同。关键词：混凝土梁；受剪承载力；非线性有限元；本构模型；显示

7、动态分析IABSTRACTThestudyonshearbehaviorofreinforcedconcretestructureshasahistorylongerthanacentury,butareasonabletheoryhasstillnotbeenfoundtopredicttheshearbehaviorofstructuresaccuratelybecauseofitscomplexityandthelackofresearch.Therapiddevelopmentofthenonlinearfinitelementmeth

8、odhasofferednewwaystothestudyofshearbehaviorofreinforcedconcretestructures.