基于混凝土受拉构件计算理论及有限元分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文混凝土受拉构件计算理论及有限元分析姓名：张正林申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：龙炳煌20070501武汉理工大学硕士学位论文摘要在实际工程中经常会遇到钢筋混凝土受拉构件，例如在风荷载或地震荷载作用下的高层建筑的低层角柱，工业厂房中在吊车荷载作用下的双肢柱的拉杆等。由于混凝土受拉构件受力分析比较简单，构件破坏特征明显，确定构件的承载力并不困难，所以针对受拉构件的试验及理论研究并不多。但受拉部分是整个混凝土结构体系中不可或缺的部分，实际工程中最常见的受弯构件，可以将其看作偏心距为无穷大的偏心受拉构件，因此对于受拉构件受力全过程的分析还是很

2、有必要的，对混凝土结构的教学也是很有帮助的。现在的许多混凝土教材都将课程内容建立在混凝土设计规范的基础上，由于规范中采用的公式很多都是半经验半理论形式，实用性强，但力学概念不明晰，学生不易理解。本文以《混凝土结构》精品课程建设为契机，采用力学方法对混凝土受拉构件进行分析，力图从力学的角度去阐述规范、解释规范，并对混凝土设计规范中与受拉部分有关的计算公式、构造要求等内容进行归纳总结，方便学生对混凝土受拉部分的内容进行系统的学习。本文主要研究了以下几个问题：l、采用混凝土设计规范规定的混凝土受压应力应变曲线、钢筋应力应变曲线和平截面假定等基本假定，用力学的方法建立混凝土受

3、拉构件的基本方程，分析构件受拉的全过程，并将分析得到的公式与混凝土规范采用的公式进行了比较。2、根据分析得到的公式，考虑混凝土强度、钢筋配筋率等参数对混凝土受拉构件力学性能的影响。3、采用通用有限元分析软件ANSYS建立了混凝土轴心和大、小偏心受拉的有限元模型，并进行分析，得到了轴心和大、小偏心受拉构件的应力云图、变形图及开裂图，并将部分结果与力学分析结果进行了比较。4、对混凝土受拉部分的教学内容和混凝土设计规范中的相关部分进行了划分和整理，将受拉部分的内容以知识点的形式重新进行编排，并编写了混凝土受拉部分网络课程的文本大纲。关键词：受拉构件：应力应变曲线；力学；有限

4、元武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTInpracticalengineering，weusuallycomeupagainsttensionmembers．Forexample：thelowlevelcolumnsofhigh—risebuildingwithwindloadorearthquakeload；thetensilelegofreinforcedconcretetwincolumnsinindustrybuildingundercraneload．Itiseasytoensurethebearingcapacitythroughanalysisthe

5、tensionmembersandthedamagecharacteristics．Thereislittlespecialresearchoftensionmembers．Butthetensionmemberisanecessarypartofthereinforcedconcretememher．Theflexuralmemberalsolookslikeatensionmemberundertheaxesloadwithinfinitylateraldistances．Itcanhelpthestudentsclearaboutthecontactoftens

6、ionmemberandtheflexuralmember．1nbereinforcedconcretetextbook’contentbuildsontheCodeforDesignofConcreteStructures．Buttheexpressions’mechanicalconceptinthecodeisunclear．11lestudentsjustremembertheexpressions．butitishardtounderstandthemeaning．Asachanceofbuildingthesimplecourse，thisarticlet

7、riestobuildtheformulasforcalculatingtensionmemberbyuseofthestress·straincurveofconcreteandsteel，usethemechanicalmethodanalysistheexpressionsintheCode．ThenthearticlecomparestheseformulaswiththeCodeorthetesttoproveitscorrectness．Threeproblemshavebeenmainlysolvedinthepaperasthefol