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本文针对坝后背管外包混凝土的裂缝宽度计算问题,根据坝后背管的承载特点设计开展配筋混凝土试件的轴向拉伸试验,研究混凝土配筋条件下的拉伸塑性-损伤关系曲线,同时经相关分析研究得到钢筋混凝土裂缝宽度有限元计算方法,将前两项研究成果应用于配筋混凝土轴拉试验和坝后背管的数值模拟和裂缝宽度计算,并与原模型试验成果进行对比分析。本文主要研究内容如下: 1.推导了适用于钢筋混凝土结构裂缝宽度计算的有限元计算方法。 2.以配筋混凝土轴拉试验试件为研究对象,采用有限元方法,对三组配筋混凝土轴拉试验进行全尺寸数值模拟,并将数值分析所得相关试件的开裂荷载、开裂范围、钢筋应力与相应的模型试验进行对比,同时,重点分析三组试件在各级荷载作用下裂缝宽度有限元方法计算值、规范公式计算值和模型试验实测值之前的关系,验证该有限元分析方法和裂缝宽度计算方法的准确性与合理性。 3.结合实际工程,以三峡水电站坝后背管的大比尺室内模型为对象,对模型进行塑性损伤分析,研究外围混凝土的开裂荷载、开裂范围、钢材应力以及模型变位,并将数值分析所得成果与原模型试验成果进行对比分析,重点研究管道外包混凝土在设计内水压力作用下外包混凝土裂缝宽度有限元方法计算值、规范公式计算值和模型实测值之间的关系,为坝后背管裂缝宽度的计算方法提供一种新的计算模式。