部分预应力混凝土梁疲劳性能试验研究及数值模拟

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1、硕士学位论文部分预应力混凝土梁疲劳性能试验研究及数值模拟ExperimentalResearchandNumericalSimulationonMechanicalPropertiesofP．P．CBeamunderFatigueLoading作者学科、学指导完成姓名：专业：口—弓：教师：日期：塞玉萱熬攫2Q!呈生5旦!Q目大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研

2、究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：彝金岔趁尬堑遂缝鱼邋雏逝毖作者签名：蠡墓一日期：型三年—厶月—也日大连理工大学硕士学位论文摘要目前，预应力混凝土梁在我国获得了广泛的应用，尤其是在大跨度和对裂缝及挠度控制较严的结构中。对于混合配筋的预应力混凝土结构，由于在服役期间受到静力荷载和动力荷载的双重影响，导致其疲劳问题更加突出。本文结合国家高新技术研究发展规划(863计划)“基于疲劳和寿命的混凝土桥梁结构设计方法”(2007AAllZl33)

3、专项课题，针对部分预应力混凝土梁的疲劳性能研究，做了如下几个方面的工作：(1)在试验的基础上研究了部分预应力混凝土梁的疲劳性能。讨论了部分预应力混凝土梁疲劳破坏的形态和特征，研究了梁顶混凝土压应变、钢筋应变、裂缝在疲劳荷载作用下发展的一般规律，发现三者随疲劳荷载次数的增加呈三阶段增长，即初期和后期增加较快，中期增长缓慢，为疲劳发展的主要阶段。(2)根据试验数据，分析了构件疲劳荷载下残余挠度和瞬时挠度的变化规律，并考虑其主要因素，分别建立了相应的计算公式，从而得到了整个疲劳寿命内不同次数下的总挠度计算公式。分析了导致疲劳破坏前总挠度增大的影响因素，得到了总挠度增大系数的计算公式。(3

4、)进行了部分预应力混凝土梁的静力数值模拟。首先介绍了大型有限元分析软件ANSYS和主要用于钢筋混凝土结构中的单元类型，其次介绍了静力模拟所用的本构关系、材料模型和模型的建立及相关加载求解设置，并根据模拟结果和试验结果进行了对比，验证了模型的正确性，为疲劳性能数值模拟奠定了基础。(4)根据材料和构件在疲劳荷载下的损伤规律，建立了用于部分预应力混凝土梁模拟的疲劳本构关系和预应力损失模型，并建立了用于判断材料失效的破坏准则，提出了可用于疲劳全过程分析的数值模拟方法，将疲劳数值模拟结果和试验结果进行了对比与分析，发现两者误差较小且变化规律相同，表明本文建立的疲劳模型的准确性。关键词：部分预

5、应力混凝土梁；疲劳性能；疲劳挠度o，AbrSYS；疲劳全过程模拟部分预应力混凝土梁疲劳性能试验研究及数值模拟ExperimentalResearchandNumericalSimulationonMechanicalPropertiesofP．P．CBeamunderFatigueLoadingAbstractAtpresent,thepartialprestressedconcretebeamiswidelyusedinourcountry，Especiallyinthestructuresoflongspan，andofhavingstrictrequestsincracksa

6、nddeflections．Fortheprestressedconcretestructureswithcombinedreinforce，thefatigueloadisveryimportantinthestructuressubjectedtostaticanddynamicloadundertheserviceloadbecausestructureswillfailedunderthefatigueloadthatislowerthanthestaticultimateload．BasedontheNationalHighTechnologyResearchandDev

7、elopmentPlan(863Plan)-"Thedesignmethodofconcretebridgestructuresbasedonfatigueandlife”(2007AA1Z133)，andstudiedthemechanicalpropertiesofP．P．Cbeamunderfatigueloading．Thecontentsincludefouraspectsasfollows：(1)Thepattemandcharacteristicsoff