文档介绍：武汉理工大学
博士学位论文
高强轻集料混凝土构件优化设计与性能研究
姓名:叶家军
申请学位级别:博士
专业:材料学
指导教师:胡曙光
20051001
摘要结构轻集料混凝土具有轻质、抗震性好、耐久性高的特点,特别适用于高层建筑、桥梁等大跨度结构工程,以及地质条件复杂和对材料耐久性有特殊要求的重点工程建设,并对各种工程具有广泛意义,其应用前景非常广阔。本论文在对高强轻集料混凝土制备技术与基本材性的研究基础之上,采用试验、有限元模拟与工程应用相结合的研究方法对钢筋及预应力高强轻集料混凝土构件性能进行了深入、系统的研究,揭示了材料与构件之间的相关性,提出轻集料混凝土构件优化设计方法。研究成果为修订《轻集料混凝土结构设计规范》与编制《轻集料混凝土桥梁设计规范》提供了重要的参考,对于促进该类材料广泛用于桥梁结构意义重大。本文进行的主要工作和取得的重要成果有:探明了影响高强轻集料混凝土物理力学性能的主要因素,、高性价比的~轻集料混凝土;回归出~高强轻集料混凝土应力一应变关系数学表达式,为结构设计与有限元分析奠定了理论基础。系统研究了—钢筋轻集料混凝土抗弯构件的性能,研究了钢筋轻集料混凝土构件的正截面承载力、延性、开裂荷载以及破坏特征,验证了普通混凝土结构设计规范公式对于高强轻集料混凝土的适用性,修正了矩形截面梁开裂弯矩计算公式。结合依托工程,设计制作一片びαΩ咔壳峒匣炷潦堤辶海芯了预应力构件的荷载、挠度、混凝土变形之间关系;利用邢拊7治鋈件与计算机技术,建立了有效、适用的预应力轻质混凝土结构有限元模型;利用该模型模拟研究了构件在预应力和荷载作用下的力学行为,以及端部锚固区混凝土应力分布特征,探明了预应力构件端部锚固区混凝土开裂的原因,提出了能够有效解决预应力轻集料混凝土构件端部开裂问题的结构梯度设计方法,确定了构件端部结构与材料最优参数。深入研究了预应力轻集料混凝土构件的长期徐变效应。探明了轻集料混凝土的徐变特性,回归出淦谠びαφ爬那峒匣炷列毂湎凳剑推导出有限元分析蠕变准则系数V档募扑闶剑@糜邢拊DP头治龉辜长期徐变效应奠定了基础;模拟研究了构件分别在裸梁状态与使用荷载作用状态下的预应力损失及挠度变化规律,比较了轻集料混凝土与普通混凝土构件长期徐变效应。武汉理工大学博士学位论文
重点工程一孝襄高速公路团山河大桥主体结构和桥面铺装工程得到成功应用,首【关键词峒匣炷粒焊纸罨炷凉辜辉びα炷凉辜罕竟构叵系统研究了轻集料混凝土浇注、振捣、养护等施工工艺,预应力张拉工艺与控制方法等轻集料混凝土桥梁工程应用的关键技术,研究结果为轻集料混凝土广泛用于桥梁结构提供了重要参考。研制开发出的高强轻集料混凝土在国家次在轻集料混凝土桥梁应用了梯度结构设计方法,解决了轻集料混凝土构件端部在预应力张拉过程易开裂、预应力损失大等等应用技术难题,工程应用取得了显著的社会、经济效益。本研究成果还将应用于沪蓉西高速公路后河大桥等其他重大工程。有限元分析;徐变效应武汉理工大学博士学位论文
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第一章概述结构轻集料混凝土高强轻集料混凝土的性能优点,简称侵覆捎们岽旨轻集料混凝土按用途可分为三大类:①保温轻集料混凝土,主要用于保温的围护结构或热工构筑物;②结构保温轻集料混凝土,主要用于既承重又保温的围护结构;③结构轻集料混凝土,主要用于承重构件或构筑物。显然,能应用于同,如美国混凝土协会规范籥用轻集料配制而成的轻集料混凝土。在泄娑ǎ谰軦测试方法,要求结构轻集料混凝土的干表观密度不超过/。我国轻集料混凝土技术规程把密度等级为~,寡骨慷却笥的轻集料混τ糜诮ㄖ峁怪校喽杂谄胀ǜ咔炕炷粒诺阒饕L逑衷谌缦滤母方面‘~嶂矢咔俊D壳把芯砍晒砻鳎琇艽锏酱罂缍仍びα炷燎帕阂于的弹性模量较低,结构自振周期变长,变形能力增强,结构破坏时将能消耗更多的变形能。因此,结构的抗震性能较好。轻集料混凝土料、轻砂蚱胀ㄉ、水泥和水配制而成的干表观密度不大于/的混凝土,其中由轻砂作细集料配置而成的轻集料混凝土为全轻混凝土,由普通砂或部分轻砂做细集料配置而成的轻集料混凝土为砂轻混凝土【啊俊结构构件设计的是结构轻集料混凝土。各国对结构轻集料混凝土的定义有所不对结构轻集料混凝土的定义为:圆柱体抗压强度不小于.⒏杀砉勖芏炔淮笥痬⑷ú炕虿糠植凝土称为结构轻集料混凝土。结构轻集料混凝土因具有轻质高强的特点而在土木工程领域有着十分广泛的应用前景,开展与此相关的研究无疑具有非常重要的现实意义穕“。高强轻集料混凝土,简称求的、强度等级,而此时密度可保持在~灾乜梢