畢業(yè)設(shè)計模板word版(編輯修改稿)
2025-07-11 10:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的應(yīng)力超過 150MPa 時，分析就變得不穩(wěn)定。此時，對混凝土保護(hù)層厚度為 30mm的試件不作詳細(xì)分析。 在某種程度上，計算得出的結(jié)果與 Tammo 和 Thelandersson 通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果是一致的：接近鋼筋表面的裂縫寬度幾乎不受混凝土保護(hù)層厚度的影響。舉個例子：如果鋼筋的應(yīng)力為 300MP，試件的混凝土保護(hù)層的厚度為 50mm 時，距鋼筋表面 10mm 處的裂縫寬度為 ,而混凝土表面的裂縫寬度為 ；如果保護(hù)層的厚度改為 70mm，則對應(yīng)的裂 縫寬度為 和 。因此，對于所有的試件，近鋼筋處的裂縫寬度都是相近的，混凝土表面的裂縫寬度相差 。 對于混凝土保護(hù)層厚度為 50mm 和 70mm 的試件來說，裂縫寬度的發(fā)展是相似的。這些試件表面的計算裂縫寬度和測量值吻合得非常好。在很大的鋼筋應(yīng)力下，混凝土表面的裂縫寬度無論是計算值還是測量值都有較大的增長。然而，接近鋼筋表面處的裂縫寬度卻只在有限的范圍內(nèi)隨著鋼筋應(yīng)力的增長而增長。 混凝土的保護(hù)層厚度為 50mm 和 70mm 的試件在一個特定的鋼筋應(yīng)力下，接近鋼筋表面處的計算裂縫寬度會突 然下降 .。對于混凝土保護(hù)層厚度為 50mm 的試件來說，這種情況發(fā)生在鋼筋應(yīng)力為 300MPa 的時候；當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度為 70mm 時，鋼筋應(yīng)力達(dá)到230MPa 時這種現(xiàn)象就會發(fā)生，如圖 9(a)和 10(a)所示。近鋼筋處的裂縫寬度突然減小是因?yàn)樵嚰┒私摻钐幍幕炷岭S著鋼筋一起和其它的混凝土分離，如圖 1 所示。在有限元的配筋砌體中，錐形的混凝土碎片是清晰可見的。 即使，在實(shí)驗(yàn)過程中，錐體產(chǎn)生的時候沒有被觀測到，使近鋼筋處的裂縫寬度有所降低，當(dāng)鋼筋的應(yīng)力較低時，近鋼筋處的裂縫寬度的計算值還是比測量值大，比 較圖 9 和圖10 可知。將裂縫寬度的計算值進(jìn)行比較，即使在較低應(yīng)力的情況下，近鋼筋處的裂縫寬度和混凝土表面的裂縫寬度之間的差異也可以觀測到，并且隨著應(yīng)力的增長而增大。這些差 16 9 異表明：靠近裂縫的粘結(jié)區(qū)的非線性損壞過程不可能被 FEA 捕捉得很仔細(xì)。 之所以存在差異，主要是因?yàn)橛?FEA 預(yù)測的過程和真正的實(shí)驗(yàn)是不同的。實(shí)際上，在較低應(yīng)力時，近末端表面的地方可能已經(jīng)出現(xiàn)了細(xì)小的斜裂縫。如圖 1(a)所示。當(dāng)應(yīng)力增加時，新出現(xiàn)的裂縫比出現(xiàn) 在構(gòu)件內(nèi)部的早期裂縫發(fā)展得快。這就表明：即使是在較低應(yīng)力下，距鋼筋表面 處的裂縫寬度還是比 11mm 處的小。在后期，一些斜裂縫發(fā)展成為較大的裂縫，錐形的混凝土碎片最終從試件中分離出來。如圖 1(b)示。分析時預(yù)測將有更多的錐形混凝土碎片出現(xiàn)，在圖 9(a)和 10(a)中清晰可見。在實(shí)驗(yàn)和計算時，錐體的形狀和尺寸好象也不相同，如圖 1(b)和圖 13， 14 所示。 用一個更精確的模型以更加準(zhǔn)確的方式來捕捉這種特性。在這個模型中，鋼筋表面的每一根肋都可以被描述出來。通過模擬鋼筋和混凝土之間的關(guān)系，可以對 FEA 引起的 涉及到粘結(jié)區(qū)特性的誤差進(jìn)行解釋。 當(dāng)試件的保護(hù)層厚度為 50mm 且鋼筋的應(yīng)力達(dá)到 200MPa 時，在有限元計算模型中會出現(xiàn)貫穿裂縫。如圖 2(a)所示。當(dāng)鋼筋的應(yīng)力突然增加時會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，如圖 9(a)所示。在試件的中間有裂縫形成，并且裂縫的間距是原來的一半。當(dāng)中央裂縫出現(xiàn)后，裂縫的增長速度變得非常小。從 Tammo 和 Thelandersson 的論文中可以獲得距離鋼筋表面 11mm 處的裂縫寬度，將這些結(jié)果與保護(hù)層厚度為 50mm 的每個試件進(jìn)行比較，如圖 11 所示。在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)鋼筋的應(yīng)力為 200MPa 時，裂縫明顯地出現(xiàn)在 試件的中部，但是它的測量值的速度增長得很慢。 16 10 對于帶肋鋼筋，這個研究具有特別的意義，裂縫的性能可能和光面鋼筋的不同。但是， Watstein 和 Mathey 的研究表明，對于帶肋鋼筋和光面鋼筋而言，這種差異在近鋼筋處和試件表面是相似的。 鋼筋和混凝土接口處的正應(yīng)力和粘結(jié)力 裂縫寬度就是鋼筋和混凝土破裂面之間的相對滑移的一個函數(shù)，因此，主要受裂縫旁邊粘結(jié)區(qū)特性的影響。保護(hù)層厚度為 50mm 和 70mm 的試件，在不同的鋼筋應(yīng)力下，它們的粘結(jié)應(yīng)力 t 和沿鋼筋表面的 正應(yīng)力 nt 的分布如圖 12 和 13 所示。幾乎所有試件的整體特性都是相似的，但是有一種情況是例外。當(dāng)鋼筋的應(yīng)力達(dá)到 200MPa 時，保護(hù)層為 50mm 的構(gòu)件的裂縫出現(xiàn)在中央截面，如圖 9(a)所示。 nt 的負(fù)值也相當(dāng)于壓力
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