鋼筋混凝土構(gòu)件二維非線性有限元分析.pdf

1、采用有限元法分析一般荷載作用下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，要得到對(duì)結(jié)構(gòu)性能的合理準(zhǔn)確的模擬結(jié)果，除了需要有先進(jìn)的數(shù)值分析方法外，還需要合理的本構(gòu)模型。合理的混凝土和鋼筋的本構(gòu)模型要盡量能夠反映不同應(yīng)力狀態(tài)下真實(shí)的材料性能。 在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，利用混凝土本構(gòu)試驗(yàn)研究的新成果，本文著重對(duì)混凝土的滯回本構(gòu)模型進(jìn)行了細(xì)化。使得模型中的卸載和再加載曲線的形狀既能準(zhǔn)確地反映混凝土的能量耗散能力以及由反復(fù)荷載作用而帶來(lái)的材料的損傷，又能合理地反映部

2、分卸載和再加載路徑的影響，合理地考慮了混凝土開裂后在反復(fù)加載過(guò)程中裂面效應(yīng)的影響。采用等效單軸應(yīng)變模型描述復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。 在上述工作基礎(chǔ)上，本文利用開放的FEAPpv有限元軟件平臺(tái)，編制了二維鋼筋混凝土非線性分析程序，用來(lái)模擬鋼筋混凝土構(gòu)件的滯回受力性能。本文的工作主要包括以下幾個(gè)方面： ①在平臺(tái)用戶自定義單元庫(kù)中，添加了鋼筋混凝土四結(jié)點(diǎn)四邊形等參單元，采用高斯積分的方法形成單元的剛度矩陣，采用整體

3、式有限元模型將鋼筋彌散在混凝土中； ②采用彌散裂縫模型和等效單軸應(yīng)變的方法描述混凝土在復(fù)合受力狀態(tài)下的滯回性能，考慮了裂面效應(yīng)、泊松比和混凝土雙向受力等因素的影響； ③在Feappv程序的材料庫(kù)中添加了考慮Bauschinger效應(yīng)和等向硬化的鋼筋本構(gòu)模型； ④對(duì)混凝土開裂后剪切模量的不同取值的影響進(jìn)行了比較分析； ⑤考察了混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系中裂面效應(yīng)對(duì)反復(fù)加載下剪切板模擬結(jié)果的影響； ⑥對(duì)本研

4、究小組收集到的61塊不同試驗(yàn)參數(shù)的剪切板和部分剪力墻進(jìn)行了模擬分析。 通過(guò)本文完成的工作得到的主要結(jié)論有： ①由對(duì)61塊不同試驗(yàn)參數(shù)的剪切板進(jìn)行的模擬分析的結(jié)果表明：本程序?qū)羟邪逶嚰臉O限承載力和變形能力的預(yù)測(cè)與試驗(yàn)結(jié)果吻合的較好，驗(yàn)證了本程序定參的合理性和數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性； ②混凝土開裂后的剪切模量的取值對(duì)分析結(jié)果(極限承載力、變形能力)有非常重要的影響； ③混凝土應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系中考慮裂面效應(yīng)會(huì)使模擬