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华中科技大学
硕士学位论文
板应力状态对梁混凝土抗压强度影响的研究
姓名:夏文娟
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:伋雨林
20080605
华中科技大学硕士学位论文
摘要
现浇钢筋混凝土梁板,在垂直荷载作用下,与梁纵向对称平面垂直方向,板上
部受拉下部受压,梁受压区处于二轴应力状况,这无疑影响混凝土抗压强度取值,
进而影响梁的受弯承载力;当梁受压区全部位于板受拉区时,梁受压区混凝土抗压
强度降低最大。虽然在板下部的压力可使混凝土纵向抗压强度提高,而顶面处的拉
力则使梁受压区混凝土抗压强度降低。习惯上,两者在设计中均不予考虑,《混凝土
结构设计规范》(GB50010-2002)也没有考虑板应力状况对梁受压区混凝土抗压设
计强度的影响,但理论及实践依据不足,尚未见对此试验研究的报道。因而,有必
要研究梁受压区处于二轴应力时,板应力状况对梁受压区混凝土抗压强度取值的影
响。
本文从二轴应力下混凝土的基本理论出发,分析材料的本构关系、破坏准则、
受力性能等方面的问题,为仿真研究提供理论支持。着重讨论了仿真分析需要解决
的基本问题,主要包括钢筋混凝土的组合模型、材料本构关系和破坏准则、混凝土
开裂模拟及材料单元的选用等问题,选择 SOLID65 和 LINK8 单元分别作为混凝土
和钢筋的模拟单元,采用分离式组合模型,混凝土材料采用多线形随动强化本构关
系和 William-Warnke 破坏准则,利用分布裂缝模拟混凝土开裂,研究梁板应力状态。
本文结合具体算例,利用 ANSYS 进行仿真分析,从建摸、网格划分、加载到求解
过程进行细致工作,实现梁板受力仿真。
根据仿真结果,进行计算分析,本文得出:在梁受弯承载力计算时,可不考虑
现浇翼缘板应力状态对梁受压区混凝土抗压设计强度的影响,有效验证了规范取值
的合理性。


关键词:现浇钢筋混凝土梁板、二轴应力状态、受弯承载力、受压区高度、仿
真分析、ANSYS
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
When there is vertical load in the cast-in-situ reinforced concrete structure, the lab is
in tention on upper part and pression on lower part in the normal direction of the
longitudinal plane of the beam, which causes a biaxial stress system of the beam. Then it
effects pressive strength of the concrete and further the ultimate moment capacity
in normal section of the whole beam. The biggest reduction of pressive strength
of beam concrete happens when the beam’pressive region is totally in the lab’s
tensile region. Obviously, pressive strength of concrete increases under the
compression of the lower part of the lab while reduces under the tension of the upper part.
Both of them aren’t taken in consideration habitually in section design, so are the “Code
for design of concrete structures”(GB50010-2002). With the lack of evidence both in
theory and practice, it’s necessary to do some researches on the following subject: when
pressive region of beam is in a biaxial stress condition, is there any influence of
the lab’s stress state on pressive strength of concrete i