钢筋混凝土开孔深梁仿真分析与设计研究

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1、学校代号10532学号S12011184分类号TU375密级公开硕士学位论文钢筋混凝土开孔深梁仿真分析与设计研究学位申请人姓名谭子希培养单位土木工程学院导师姓名及职称易伟建教授刘霞副教授学科专业结构工程研究方向混凝土结构基本理论论文提交日期2015年06月03日学校代号：10532学号：S12011184密级：公开湖南大学硕士学位论文钢筋混凝土开孔深梁仿真分析与设计研究国家自然科学基金资助(51338004)学位申请人姓名：谭子希导师姓名及职称：易伟建教授刘霞副教授培养单位：土木工程学院专业名称：结构工程论文提交日期：2015年06月03日论文答辩日期：2015年06月06日答辩委员会

2、主席：沈蒲生教授NonlinearfiniteelementanalysisanddesignresearchingofreinforcedconcretedeepbeamswithopeningsbyTANZixiB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinStructuralEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfess

3、orYIWeijianandAssociateProfessorLIUXiaJune,2015湖南大学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巧。除了文中特别加Ｗ标往引用的内容外取得的研究成果，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｔｕ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：寻日期；义０１文年６月Ｓ日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，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文

4、的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可ｔｕ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后遣用本授权书。２、不保密口。＂＂（请在［＾上相应方框内打Ｖ）｜作者签名Ｊ：兴：碑日期又年６月８日＾＂导师签名：期：分少年６月多日钢筋混凝土开孔深梁仿真分析与设计研究摘要钢筋混凝土深梁受力不同于浅梁，梁腹开孔后受力更趋复杂。现有的设计方法对深梁行为的解释不够完备，设计结果的适用性难以判断，设计规范也没有给出开孔深梁的设计条文。而且关于开孔深

5、梁的非线性分析方面的研究较少。本文采用非线性有限元分析方法，对钢筋混凝土开孔深梁展开仿真分析与设计研究，主要得到以下研究成果：在完成非线性有限元模型可靠性和有效性验证的基础上，展开一系列开双孔和偏孔深梁试验非线性仿真分析，解释试验和仿真结果仍存在差异的原因，对比压拉杆模型法设计开孔深梁相对传统内力法的优势，验证深梁正截面应变及应力为非线性分布，探讨深梁的应力场与遗传演化结构优化算法所得深梁压拉杆模型之间的关系。按照线弹性应力图形法补充设计一开双孔深梁，结合已有的同一深梁按内力法和压拉杆模型方法设计试验，仿真对比三种不同设计方法的深梁包括结构承载力、结构延性、材料应力场等各方面的力学性能

6、，判断相应深梁设计方法的有效性和适用性。针对深梁的非线性受力特点，在分析开孔深梁非线性阶段应力场分布和演变过程的基础上，提出一种基于非线性分析的新设计方法，从理论层面阐述其相对基于弹性分析的设计方法的合理性，并通过开双孔和开偏孔深梁算例的设计验证其在应用上的普遍适用性，及在应用结果上优于其他设计方法的经济有效性。为开孔深梁的设计提供有益参考。以洞口形状和布筋方式为研究参数设计一系列开孔深梁，通过仿真方法系统地分析这两个主要因素对开孔深梁受力性能的影响，总结其对开孔深梁工作机理的影响规律，提出开孔深梁结构在工程应用上的有效设计建议。关键词：钢筋混凝土开孔深梁；仿真；断裂塑性本构；压拉杆模

7、型；弹性设计方法；非线性设计方法；洞口形状；布筋方式II硕士学位论文AbstractThebehaviorofreinforcedconcrete(RC)deepbeamsisdifferentfromshallowbeamsandthesituationbecomesmorecomplexsincethepresenceofwebopenings.Allcodespresentedareshortofexplainingtheexactbeh