【摘 要】
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目前,冻融破坏已经成为影响钢筋混凝土结构正常使用的重要原因,国内外众多学者对冻融循环后的混凝土开展了破坏机理、力学性能、本构模型等方面的研究,并取得了一定进展。但是,由于冻融作用的复杂性和混凝土结构本身的多样性,此领域尚有研究发展的空间。在目前已有的研究成果中,对冻融循环后钢筋混凝土抗压构件力学性能的研究仍不够完善。针对以上情况,本文利用有限元分析的方法,开展了冻融循环后钢筋混凝土短柱轴压性能的研
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目前,冻融破坏已经成为影响钢筋混凝土结构正常使用的重要原因,国内外众多学者对冻融循环后的混凝土开展了破坏机理、力学性能、本构模型等方面的研究,并取得了一定进展。但是,由于冻融作用的复杂性和混凝土结构本身的多样性,此领域尚有研究发展的空间。在目前已有的研究成果中,对冻融循环后钢筋混凝土抗压构件力学性能的研究仍不够完善。针对以上情况,本文利用有限元分析的方法,开展了冻融循环后钢筋混凝土短柱轴压性能的研究。具体工作如下:(1)使用规范中的应力-应变曲线方程作为基本模型方程,根据冻融循环后棱柱体轴压试验的结果建立了冻融循环后C40和C70混凝土的应力-应变曲线;并基于塑性损伤理论,进一步建立了ABAQUS中冻融循环后混凝土的塑性损伤模型。(2)使用本文建立的冻融循环后混凝土的本构模型,利用ABAQUS软件进行了冻融循环后混凝土棱柱体轴压和立方体抗压强度的有限元分析。通过有限元分析结果与试验结果的对比,验证了本文建立的冻融循环后混凝土本构模型的适用性。此外,根据冻融循环后混凝土立方体抗压强度的有限元分析结果,建立了不同冻融循环次数下C40混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度的换算关系。(3)使用本文建立的冻融循环后混凝土的本构模型及强度换算关系,利用ABAQUS软件进行了冻融循环后钢筋混凝土短柱轴压的有限元分析,根据有限元分析结果得出了冻融循环后钢筋混凝土短柱的破坏形态、峰值荷载、荷载-应变曲线等力学性能的规律。(4)开展了冻融循环后钢筋混凝土短柱轴压承载力的分析,对冻融循环后不同配筋率的试件进行了极限承载力的参数分析及拟合。研究结果表明,采用混凝土规范给出的普通混凝土应力-应变曲线来描述冻融循环后混凝土的本构关系是可行的;在同一配筋率下,随冻融循环次数的增加,短柱试件的极限承载力逐渐下降,峰值应变逐渐上升,荷载-应变曲线逐渐趋于平缓;随冻融循环次数的增加,短柱试件的极限承载力随纵筋配筋率增大而提升的程度逐渐下降,混凝土与钢筋之间协同工作的性能逐渐下降。
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