鋼筋混凝土等效材料的研究與應(yīng)用.pdf

1、鋼筋混凝土材料是目前最主要的建筑材料，有限元方法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，著重于能夠更真實(shí)的描述結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)，為此，需建立能適應(yīng)特殊計(jì)算要求的單元和進(jìn)行更精確的網(wǎng)格劃分。但是，目前對復(fù)雜的、大體積混凝土結(jié)構(gòu)整體性質(zhì)的描述，存在計(jì)算精度和計(jì)算效率的矛盾。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體積大、配筋復(fù)雜、有限元模型單元數(shù)目巨大，使得結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)間很長甚至不能完成，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析時(shí)這種矛盾尤其突出。本文利用復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)的等效彈性模量方法，推導(dǎo)

2、開裂前鋼筋混凝土的等效彈性模量；利用構(gòu)件截面的彎矩-曲率曲線，推導(dǎo)開裂后構(gòu)件截面的等效材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
　　本文研究鋼筋混凝土等效材料主要包括以下幾方面：
　　1)通過引入復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)的橋聯(lián)模型法，考慮鋼筋混凝土構(gòu)件開裂前的等效性質(zhì)。通過單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的等效彈性模量表達(dá)式，建立鋼筋混凝土單、雙向配筋構(gòu)件等效彈性模量和配筋率的關(guān)系，利用參考文獻(xiàn)[7]中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)建模分析，對得到的等效彈性模量進(jìn)行驗(yàn)證。
　　

3、2)鋼筋混凝土構(gòu)件開裂后，復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)的適用條件不再滿足。因此，本文利用層模型方法編制構(gòu)件截面的彎矩-曲率曲線程序，利用此彎矩-曲率曲線考察開裂狀態(tài)下構(gòu)件截面的剛度退化情況，進(jìn)而推導(dǎo)出用于構(gòu)件全過程分析的等效材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。利用ABAQUS軟件建模對幾種截面類型的等效材料模型和分離式模型進(jìn)行了全過程分析，驗(yàn)證此等效材料本構(gòu)關(guān)系的適用性。
　　3)選取梧桐山立交高墩小半徑曲線梁橋E匝道第五聯(lián)為分析對象，利用上述等效方法，計(jì)算