君正橡膠(充氣芯模)

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行業新聞

混凝土開裂與拉伸剛化作用及單元方程組的形成

  混凝土開裂與拉伸剛化作用


  1)裂縫模式


  根據斷裂力學的方法可將裂縫處理為兩種模式,即離散型和片狀裂縫模式。分析和設計銦筋混凝土板和殼體時,采用片狀裂縫模式是認為裂縫并未分別離散,而是認為它們分布在有限單元內部,一旦單元體的主拉應力大于混凝土的抗拉強度時,就按主拉應力方向開裂。


  2)混凝土開裂后的處理


  假定較大主應力突然達到了規定的混凝土抗拉強度,在垂直于較大主應力的平面內產生裂縫,裂縫只產生在和結構平面垂直的平面內,裂縫產生后,垂直于裂縫方向的彈性模量和泊松比都降為零,并采用縮減的剪切模量。


  在鋼筋混凝土構件中由于普通鋼筋和混凝土之間的粘結作用,開裂后裂縫間還承受垂直于開裂面的一定量拉伸荷載,即使裂縫處的混凝土的拉應力為零,但未開裂處的鋼筋與混凝土仍有粘結作用,即一段距離內的分平均值也不會為零,考慮拉伸強化作用是計及了混凝土在拉力作用下的應力一應變曲線的下降段,即混凝土在裂縫產生以后由于受到拉筋的合縫作用等,開裂混凝土仍可承受部分荷載,下降段采用斜直線。

橋梁預制充氣芯模.jpg

  單元方程組的形成


  在所采用的分層法有限單元中,當每一層內考慮一個單元的平衡時,除了加在結點上的力外,還有分布力,實際上這些力也可能是重力或離心力。因此,基本平衡方程由較小化這個系統的總位能求得,為了分析無粘結預應力混凝土板橋能接近截面的實際受力和開裂情況,按構件布筋的不同,在平面上將構件分區,然后再劃分單元,對于每一個單元從下表面至上表面進行分層,每一單元分層的厚度和層數可以不同,如沿曲線坐標取分層厚度時,允許分層厚度隨殼的厚度變化而變化。


  此外,規定以每層中面的應力代表各層應力,假定各層的應力在厚度上保持為常值。由階梯狀的多個常數逼近的,為層狀模型和對應的應力表示方式,沿厚度方向的積分過程較適合于厚板和可變厚扳,但需考慮局部坐標系和雅可比矩陣沿殼厚度的變化。在厚度方向上離散和積分的層數取決于具體情況。為了表示中等厚度結構的一種方法是將預加應力作為外力,這種方法是將預加應力等效為節點力荷載,施加于構件兩端,然后轉換到總體坐標系f另一種方法是將預應力作為內力,在分析截面時將預應力考慮為軸向力和力偶。


  對無粘結預應力混凝土構件而言,預應力筋與周圍混凝土之間無摩擦,在外力作用下它可以自由移動,它相當于拉桿錨面于構件兩端,受力性能相當于偏心受壓構件。因此,可以采用第一種方法即認為無粘結預應力混凝土構件上施加了一個偏心力,這個偏心力隨荷華變化而不斷變化。重慶君正生產的橋梁預制充氣芯模,是先用氯丁橡膠、天然橡膠與錦綸布復合而成的材料,后用硫化工藝后制成橡膠充氣芯模。既有很好的抗脹強度,又有彈性和柔韌性,抗高溫并有良好的脫離性能,橋梁預制充氣芯模同時也具有良好的耐老化,耐磨性能,使用壽命長等特點,取代傳統的剛模木模。


  使用增量一變剛度迭代法求解,對迭代中出現的殘余應力,或叫不平衡結點力進行處理。對于混凝土單元,在某一方向開裂后,某一方向就退出工作,應力就失去平衡,此時必須進行單元內的應力調整,即不平衡的應力轉換成單元結點力,在整個構件中重新進行分配,達到新的平衡,單元剛度也作相應調整^對于鋼筋層,如果達到屈服條件,則按彈塑性階段考慮將超屈服強度的力作為不平衡力變成等效節點力在整個結構上重新分配。


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