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，要得到對結(jié)構(gòu)性能的合理準確的模擬結(jié)果，除了需要有先進的數(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力狀態(tài)下真實的材料性能。 在現(xiàn)有的研究基礎上，利用混凝土本構(gòu)試驗研究的新成果，本文著重對混凝土的滯回本構(gòu)模型進行了細化。使得模型中的卸載和再加載曲線的形狀既能準確地反映混凝土的能量耗散能力以及由反復荷載作用而帶來的材料的損傷，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加載過程中裂面效應的影響。采用等效單軸應變模型描述復雜應力狀態(tài)下混凝土的應力應變關(guān)系。 在上述工作基礎上，本文利用開放的FEAPpv有限元軟件平臺，編制了二維鋼筋混凝土非線性分析程序，用來模擬鋼筋混凝土構(gòu)件的滯回受力性能。本文的工作主要包括以下幾個方面： ①在平臺用戶自定義單元庫中，添加了鋼筋混凝土四結(jié)點四邊形等參單元，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變的方法描述混凝土在復合受力狀態(tài)下的滯回性能，考慮了裂面效應、泊松比和混凝土雙向受力等因素的影響； ③在Feappv程序的材料庫中添加了考慮Bauschinger效應和等向硬化的鋼筋本構(gòu)模型； ④對混凝土開裂后剪切模量的不同取值的影響進行了比較分析； ⑤考察了混凝土應力-應變關(guān)系中裂面效應對反復加載下剪切板模擬結(jié)果的影響； ⑥對本研

4、究小組收集到的61塊不同試驗參數(shù)的剪切板和部分剪力墻進行了模擬分析。 通過本文完成的工作得到的主要結(jié)論有： ①由對61塊不同試驗參數(shù)的剪切板進行的模擬分析的結(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測與試驗結(jié)果吻合的較好，驗證了本程序定參的合理性和數(shù)值模擬的準確性； ②混凝土開裂后的剪切模量的取值對分析結(jié)果(極限承載力、變形能力)有非常重要的影響； ③混凝土應力－應變關(guān)系中考慮裂面效應會使模擬