不同配筋方式厚壁圓筒極限承載力的數(shù)值模擬研究.pdf

1、為了提高混凝土厚壁圓筒的極限承載力,本文引入功能梯度材料思想,主要通過改變沿鋼筋混凝土厚壁圓筒徑向方向的配筋方式,使厚壁圓筒具有功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)特性,從而使混凝土厚壁圓筒內(nèi)的應(yīng)力分布更加均勻。
　　 為了探究Ansys數(shù)值模擬軟件的準確性以及本文數(shù)值模擬所采用的約束條件的正確性,本文首先利用Ansys模擬了外壁受有徑向均布荷載作用的單層均質(zhì)混凝土厚壁圓筒沿徑向方向的

2、環(huán)向應(yīng)力和徑向應(yīng)力的分布,得到了與Lame解吻合很好的的應(yīng)力計算結(jié)果。在此基礎(chǔ)上作者又模擬了內(nèi)層彈性模量大、外層彈性模量小和內(nèi)層彈性模量小、外層彈性模量大兩種混凝土厚壁圓筒的應(yīng)力分布情況,對比上述3種計算工況的應(yīng)力分布結(jié)果,與以往的理論結(jié)果十分吻合。繼而本文開展了對三種不同配筋方式的厚壁圓筒應(yīng)力分布的初步探討,作者分別計算了三種不同配筋方式的厚壁圓筒的應(yīng)力分布,得到了這樣的結(jié)論:即內(nèi)壁附近配筋率小,外壁附近配筋率大的配筋方式能夠改善厚壁

3、圓筒環(huán)向應(yīng)力沿徑向方向的應(yīng)力分布。
　　 在以上研究的基礎(chǔ)上,本文依據(jù)實際工程中的配筋情況,設(shè)計了9種不同的配筋方式的厚壁圓筒,分別是:(1)內(nèi)側(cè)多配筋,外側(cè)少配筋;(2)只配內(nèi)側(cè),且內(nèi)側(cè)單排配筋;(3)只配內(nèi)側(cè),且內(nèi)側(cè)雙排配筋;(4)內(nèi)側(cè)少配筋,外側(cè)多配筋;(5)只配外側(cè),且外側(cè)單排配筋;(6)只配外側(cè),且外側(cè)雙排配筋;(7)由內(nèi)到外遞增梯度配筋;(8)內(nèi)到外遞減梯度配筋;(9)由內(nèi)到外均勻配筋?；贛ises屈服準則,使用A

4、nsys對外壁受有徑向均布荷載作用的9種不同計算工況下的混凝土厚壁圓筒塑性極限承載力進行了數(shù)值模擬研究,通過對比9種不同配筋方式的極限承載力,得到了能夠提高厚壁圓筒塑性極限承載力的配筋方式,是內(nèi)壁附近多配筋,外壁附近少配筋,并得出結(jié)論:環(huán)向鋼筋應(yīng)盡量靠近厚壁圓筒內(nèi)壁附近配置,以提高井壁塑性極限承載力。同時本文還進一步研究了混凝土強度等級對極限承載力的影響,獲得的結(jié)論為:混凝土強度等級越低,配筋對厚壁圓筒極限承載力的影響越大;混凝土強度等