ANSYS模拟下体外预应力CFRP混凝土薄壁箱梁抗弯性能及其影响因素研究

该篇论文主要探讨了"体外预应力CFRP混凝土薄壁箱梁抗弯性能分析"，发表在2013年9月的《湖南科技大学学报（自然科学版）》第28卷第3期。研究者祝明桥、潘华、孙康杰和赵振中通过对实验箱梁进行全过程的有限元分析，使用ANSYS软件进行了数值模拟，结果显示模拟结果与试验数据吻合良好，验证了ANSYS在分析此类箱梁性能方面的有效性。 论文的重点在于分析影响体外预应力CFRP混凝土薄壁箱梁抗弯性能的关键因素，特别是挠度和CFRP应力增量的变化。作者通过参数分析，深入探究了箱梁截面尺寸、预应力布置、混凝土和复合材料性能等因素对箱梁性能的影响。这种箱梁因其抗弯刚度大、弯曲应力分布合理，结合体外预应力技术和CFRP材料的优势，显示出在薄壁箱梁桥工程中的广阔应用前景。 在试验部分，研究者采用了常见的梯形截面设计，包括宽顶板、窄底板和长悬臂结构，以及斜腹板。使用的材料包括C60自密实高强混凝土、普通钢筋和CFRP材料，其相应的力学性能数据也在文中提供。作者设置了A-A、B-B和C-C三个控制截面来全面研究剪力滞后效应，并按照《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92)进行分级加载。 在有限元分析中，作者构建了精确的模型，考虑了实际尺寸和配筋，混凝土采用Solid65单元，钢筋用Link8单元，而CFRP筋则使用Link10单元。在混凝土的处理上，采用了Willam-Warnke强度准则，并关闭了压碎开关，模拟裂缝的张开过程。 这篇论文的发表为体外预应力CFRP混凝土薄壁箱梁的设计、施工和优化提供了重要的理论依据，有助于推动这类桥梁结构在工程实践中的广泛应用。通过细致的参数分析，研究人员能够更好地理解和预测箱梁在实际工况下的性能，从而提高桥梁结构的耐久性和安全性。