鋼筋混凝土圓柱中波傳播規(guī)律的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文利用有限元程序ABAQUS/Explicit對鋼筋混凝土圓柱中應(yīng)力波的傳播規(guī)律進行了數(shù)值研究。在極低速沖擊載荷作用下,認為鋼筋混凝土沒有任何損傷,此時鋼筋和混凝土均采用線彈性模型,數(shù)值分析鋼筋混凝土中彈性波的傳播規(guī)律;在較高沖擊速度下,混凝土基體已進入損傷破壞,但是鋼筋仍然是彈性階段,此時鋼筋仍采用線彈性模型,而混凝土采用混凝土損傷塑性模型(Concrete Damaged Plasticity/CDP),數(shù)值分析鋼筋混凝土中彈塑性

2、波的傳播規(guī)律。并通過試驗分析了應(yīng)力波在鋼筋混凝土中傳播規(guī)律及層裂現(xiàn)象。
  鋼筋和混凝土之間存在著一定的粘結(jié)力,研究鋼筋混凝土中彈性波的傳播規(guī)律時,我們首先考慮了粘結(jié)力的兩種極端情況:粘結(jié)力為零和粘結(jié)力為無窮大。假定鋼筋與混凝土界面間無粘結(jié)力,則鋼筋和混凝土中軸向應(yīng)力波傳播規(guī)律相互獨立;假定鋼筋和混凝土界面間固接,即粘結(jié)力無窮大,則兩種材料的體積含量對軸向應(yīng)力波傳播規(guī)律有顯著影響,即鋼筋在試件中的占比越大,試件的波傳播規(guī)律越接近在

3、鋼筋中的波傳播規(guī)律,反之則接近混凝土中的波傳播規(guī)律。在固接條件下,由于界面處材料具有非均勻性,在兩界面會產(chǎn)生剪應(yīng)力,當(dāng)剪應(yīng)力幅值達到材料的極限剪應(yīng)力時,界面間將產(chǎn)生剪切破壞。
  在較高速度沖擊加載下,采用 CDP模型來描述素混凝土圓柱的損傷演化破壞過程,模擬結(jié)果與脆性材料自由面的拉伸破壞情況相符,在一定范圍內(nèi),加載速度越大發(fā)生破壞的效果越明顯。進一步用此模型分析了鋼筋混凝土中波傳播規(guī)律和損傷演化過程。結(jié)果顯示鋼筋中的波速快,混凝

4、土中波速慢,波傳播過程中將形成的剪切應(yīng)力,當(dāng)剪切應(yīng)力達到界面間剪切強度時,鋼筋與混凝土?xí)l(fā)生剝離。鋼筋混凝土圓柱試件在靠近自由端,鋼筋的拔出有兩種機理共同作用:1.在試件自由端面,鋼筋與混凝土界面間由于軸向應(yīng)力波波速差,產(chǎn)生剪切應(yīng)力;2.在試件的混凝土中,應(yīng)力達到混凝土抗拉極限后,產(chǎn)生拉伸破壞。兩種破壞形式共同作用,可能會使試件靠近自由端的混凝土層裂,并與鋼筋脫離。
  在波傳播試驗中,素混凝土和鋼筋混凝土低速加載下,軸向應(yīng)力波是

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