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鋼筋網片不同位置的局壓承載力分析論文
混凝土局部受壓是一種常見的受力現象，大量的存在于工程生產實際中。例如，柱體在結構承重中的不均勻受力，預應力結構的錨固端，大體積、大跨度結構的預應力張拉過程，基礎承受的柱體或墻體的壓力等等，每年由于混凝土局壓問題產生的安全事故層出不窮。出于結構安全與施工成本的考慮，本文模擬在試件混凝土的不同位置植入不同直徑的鋼筋網片組增加強度，模擬出試塊的破壞機理，以抵抗這種局壓破壞的產生。通過進行與素混凝土試塊的理論模擬的對比，得出最佳的鋼筋網片的布置形式，以達到經濟與安全共贏的新途徑。
1素混凝土的局壓模擬
1.1試塊設計
局部受壓，就是指構件受力表面僅有部分面積承受壓力的受力狀態(tài)。為了實現這一受力狀態(tài)，本文采用Ansys有限元軟件模擬，采用C30混凝土，取彈性模量為13585N/mm2，泊松比為0.2，斷面為500mm X 500mm;高度為800mm;局壓面取100mm X 100mm，受力形式為中心軸向受壓，受力形式為均布荷載。為增加模擬的準確性，首先進行素混凝土的模擬，以獲取局壓直接作用在素混凝土時的極限承載力。
1.2素混凝土的模擬結果
通過對素混凝土的ansys模擬，我們得出素混凝土試塊在局壓作用下的極限承載力為39.2N/mm2的具體裂縫形式和云圖。由圖可分析出素混凝土在局壓作用下，產生一條豎向貫穿裂縫;外邊緣混凝土，即局壓四周的混凝土并沒有完全參與工作就已被裂縫貫穿。
2素混凝土內植入鋼筋網片的模擬結果
為提高局壓承載力，在試塊中植入鋼筋網片。模擬方式采用ANSYS分離法建模，采用素混凝土相同的混凝土本構關系，鋼筋的取彈性模量為200000N/mm2，泊松比為0.3。實驗模擬過程中，混凝土試塊中裂縫開展被大幅度限制。為了尋找最優(yōu)的鋼筋網片植入位置，在素混凝土內距柱頂0mm，50mm, 100mm,150mm, 200mm, 250mm處植入,形式的直徑為4mm的鋼筋網片5片，植入的鋼筋網片的問距為50mm .設置結束后開始模擬計算，求出極限荷載，然后將5片鋼筋網片整體向下平移50mm，重復累加平移并模擬計算，最后模擬出鋼筋網片位置與極限承載力的曲線關系，然后輪次更換鋼筋網片直徑為6mm; 8mm重復模擬。做出整體模擬曲線。由于ansys裂縫開展圖形模糊，用cad模擬繪制如下，其中在鋼筋網片距頂部為0mm;50mm時的試塊裂縫情況如圖80距頂部為100mm;150mm的試塊裂縫情況。90距頂部為200mm;250mm的裂縫開展與素混凝土裂縫開展相似。
3結論與展望
通過簡單的闡述，我們可以得出:
(1)在局壓素混凝土試塊中植入鋼筋網片組可以大幅度提高其極限承載力，不同直徑的鋼筋網片組發(fā)揮的效力也不盡相同;
(2)由裂縫開展情況可知，當鋼筋網片距局壓位置越近對承載力的提升越大，越遠承載力的越小;從裂縫中觀察，在距頂部距離為100mm與150mm時承載力的降低是由于上部局壓部位混凝土被壓潰產生的，對比距頂部距離為0mm與50mm的承載力可以知道，此時的鋼筋網片的功能沒有完全發(fā)揮。
(3)有曲線圖可知，隨著鋼筋網片組位置的下移，混凝土試塊的極限承載力呈非線性降低，其中鋼筋網片組越靠近上部對極限承載力的提高最大。上部的鋼筋網片組受力充分，對承載力的提高起到很大作用，隨著位置的降低鋼筋網片的工作效力逐漸降低，在距素混凝土上邊緣300mm以下的鋼筋網片組基本不起作用，承載力情況與素混凝土相當，對承載力的提高沒有任何幫助。
在考慮到混凝土構件的局壓受力設計中，如果不知鋼筋網片，其中鋼筋網片的位置盡量貼近局壓受力位置，位置越緊效果越明顯，如果施工上有困難，要將鋼筋網片適當遠離承載力位置，可以將鋼筋網片的鋼筋直徑適當調小，以滿足經濟效益，但鋼筋網片的位置不宜調的過遠，鋼筋網片的直徑也不宜調的過小，防止混凝土被壓潰，鋼筋網片過早屈服，導致鋼筋網片失去效應。
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