《寒冷地区连续配筋混凝土路面温度应力分析和配筋设计》-毕业论文.doc

硕 士 学 位 论 文 寒冷地区连续配筋混凝土路面温度应力分析和配筋设计 Thermal Stress Analysis and Rebar Design On Continuously Reinforced Concrete Pavement in Cold Region 提要 CRCP混凝土路面板在温度发生变化时将产生温度应力，由于受到钢筋和地基摩阻力的作用，当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土产生裂缝，而由于钢筋的约束作用，将减小路面板的裂缝宽度。本文主要对CRCP受温度应力时的简化力学模型进行了分析研究，通过对比考虑地基摩阻力与不考虑地基摩阻力的计算结果，可以看出地基摩阻力对CRCP的影响很小，在实际中可以不考虑地基摩阻力。以此为基础，建立不考虑地基摩阻力的ANSYS有限元模型，在有限元模型中，用SOLID65单元来模拟混凝土， LINK8单元来模拟钢筋， 0长度的COMBIN14单元(弹簧单元)来模拟钢筋与混凝土之间的粘结和滑移。通过有限元模型，计算钢筋与混凝土在各个点的位移和应力，并把有限元计算结果同理论公式得到的结果进行对比，两种结果比较吻合，说明建立的有限元模型是正确的。用建立的有限元模型分析了裂缝间距、钢筋和混凝土之间的粘结刚度系数、配筋率、材料线膨胀系数等参数变化对裂缝宽度、钢筋和混凝土的应力等的影响规律，并把得到的规律应用到CRCP的配筋设计中。最后用建立的有限元模型对CRCP配筋设计进行了设计优化计算，配筋计算结果显示，在吉林省这样的寒冷地区，CRCP取配筋率为0.7％，钢筋直径20mm是适宜的。 关键词：CRCP；温度应力；有限元；配筋设计 目录 TOC \o 1-3 \h \z HYPERLINK \l _Toc137818837 第1章 绪论 PAGEREF _Toc137818837 \h 1 HYPERLINK \l _Toc137818838 1.1 问题的提出 PAGEREF _Toc137818838 \h 1 HYPERLINK \l _Toc137818839 1.2 国内外研究概况 PAGEREF _Toc137818839 \h 3 HYPERLINK \l _Toc137818840 1.2.1 CRCP的发展历程 PAGEREF _Toc137818840 \h 3 HYPERLINK \l _Toc137818841 1.2.2 CRCP设计方法的发展 PAGEREF _Toc137818841 \h 4 HYPERLINK \l _Toc137818842 1.3本文主要研究内容 PAGEREF _Toc137818842 \h 5 HYPERLINK \l _Toc137818843 第2章 CRCP温度应力理论分析 PAGEREF _Toc137818843 \h 7 HYPERLINK \l _Toc137818844 2.1 素混凝土路面板温度应力与变形 PAGEREF _Toc137818844 \h 7 HYPERLINK \l _Toc137818845 2.1.1地基摩阻力模型 PAGEREF _Toc137818845 \h 7 HYPERLINK \l _Toc137818846 2.1.2 温度应力和温度变形 PAGEREF _Toc137818846 \h 9 HYPERLINK \l _Toc137818847 2.2 连续配筋混凝土板模型 PAGEREF _Toc137818847 \h 11 HYPERLINK \l _Toc137818848 2.2.1计算模型简化 PAGEREF _Toc137818848 \h 12 HYPERLINK \l _Toc137818849 2.2.2钢筋与混凝土间的粘结滑移本构关系 PAGEREF _Toc137818849 \h 13 HYPERLINK \l _Toc137818850 2.2.3 CRCP混凝土路面板在钢筋和基层约束条件下温缩力学模型 PAGEREF _Toc137818850 \h 14 HYPERLINK \l _Toc137818851 2.2.4 CRCP干缩应力 PAGEREF _Toc137818851 \h 20 HYPERLINK \l _Toc137818852 2.3 小结 PAGEREF _Toc137818852 \h 22 HYPERLINK \l _Toc137818853 第3章 CRC