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文檔簡介
1、罕遇地震作用下,鋼筋混凝土結構往往進入到彈塑性甚至是破壞階段。如要對其抗震性能進行預測,必須采用非線性有限元數(shù)值分析技術模擬其瀕臨破壞時的響應。當前,鋼筋混凝土結構的非線性有限元分析已經(jīng)發(fā)展到基于纖維單元的精細化建模分析階段,其分析結果的準確性對材料本構模型精度具有較高依賴性。鋼筋是混凝土結構的重要組成材料,既有的鋼筋本構模型多數(shù)建立在單調(diào)加載試驗基礎上,不能考慮屈曲、疲勞、強度退化等效應,因而嚴重地降低了數(shù)值模擬分析的精度。本文基于以
2、上背景,以若干鋼筋混凝土柱的擬靜力試驗模擬為基礎,探討了各種鋼筋模型的優(yōu)劣,并對我國HRB400鋼筋的進行了單調(diào)拉伸和疲勞試驗研究。
首先討論了常用的材料本構對數(shù)值分析結果的敏感性。以Opensees軟件為平臺,分別選用Mander、Hoshikuma兩種約束混凝土模型和Steel01、Steel02、ReinforcingSteel三種鋼筋本構模型,對相關文獻中鋼筋試驗及鋼筋混凝土柱擬靜力試驗進行了數(shù)值模擬。結果表明:現(xiàn)有的
3、混凝土本構模型已相對成熟,能較好地滿足數(shù)值模擬的精度要求;Steel01和Steel02鋼筋模型由于不能考慮鋼筋的屈曲、疲勞、強度退化等效應而精度較低;ReinforcingSteel模型的計算精度相對較高,但其前提條件是模型中鋼筋的各項力學性能參數(shù)必須相對精確地確定。
其次,對我國HRB400鋼筋進行了單調(diào)拉伸和低周疲勞試驗,通過試驗得出了HRB400鋼筋的力學性能基本參數(shù)(彈性模量Es、屈服強度fy、強化初始剛度Esh、峰
4、值應力fu和峰值應變εu)、εp-2Nf和εp-φ SR關系式以及疲勞參數(shù)Cd、Cf和α的取值,通過在Opensees軟件中對HRB400鋼筋試驗過程的模擬,驗證了試驗結果的準確性與所得參數(shù)的實用性,評價了HRB400鋼筋的低周疲勞特性。
最后,結合HRB400鋼筋試驗結果,在Opensees軟件中對兩個既有的鋼筋混凝土柱擬靜力試驗進行了模擬,分析表明:本文試驗所得鋼筋疲勞參數(shù)適用于鋼筋混凝土結構非線性有限元分析,但參數(shù)Cf取
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