預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土低高度T梁優(yōu)化設(shè)計(jì)與全過程分析.pdf

1、活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡(jiǎn)稱RPC)作為一種新型混凝土材料，具有超高強(qiáng)度、高耐久性、高韌性和體積穩(wěn)定性，其性能與普通、高強(qiáng)混凝土相比具有更大的優(yōu)越性，在國(guó)際上已引起了高度的重視。但目前對(duì)RPC的科研成果多集中于材料配比優(yōu)化和基本力學(xué)性能研究方面。為了填補(bǔ)我國(guó)在RPC結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的空白，在鐵道部科技研究開發(fā)基金的資助下，北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院研制了鐵路跨度20m預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土低高度T型梁，

2、并已用于實(shí)際工程。 經(jīng)過靜載試驗(yàn)測(cè)試表明，此次研制的低高度梁能達(dá)到各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)要求，且有較大富余。因此，對(duì)RPC低高度T梁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，并對(duì)優(yōu)化前后的低高度T梁進(jìn)行全過程分析，從而為RPC在橋梁工程中的應(yīng)用提供設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法將有極其重要的意義。 首先，本文基于ANSYS軟件尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，采用零階法與一階法相結(jié)合，對(duì)鐵路跨度20m預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土低高度T梁進(jìn)行尺寸優(yōu)化；選取RPC和預(yù)應(yīng)力鋼絞線總造價(jià)為目

3、標(biāo)函數(shù)，以T梁最大主拉應(yīng)力和最大撓度為約束條件，通過對(duì)T梁頂板厚度、底板厚度、腹板厚度和預(yù)應(yīng)力鋼絞線面積的優(yōu)化，從而達(dá)到優(yōu)化T梁材料用量，充分發(fā)揮RPC材料性能，最終降低T梁工程造價(jià)的目的。 其次，通過編制程序，對(duì)優(yōu)化前后的RPC低高度T梁進(jìn)行了全過程分析。分析共分兩部分：一、非預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土T梁分析，主要分析了不同配筋率下的抗彎承載力隨上翼緣壓應(yīng)變變化關(guān)系、截面應(yīng)力分布、截面極限承載力簡(jiǎn)化計(jì)算方法、截面抗裂性分析及簡(jiǎn)化計(jì)