作為一種典型的非勻質(zhì)復(fù)合材料,混凝土的細(xì)觀結(jié)構(gòu)將影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為和破壞特征。在混凝土材料細(xì)觀模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合隨機(jī)骨料法提出了一種鋼筋混凝土柱非線性力學(xué)分析二維多尺度數(shù)值模擬方法。對鋼筋混凝土柱擬靜力滯回性能進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與二維實(shí)體模型以及二維全骨料模型模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明:采用多尺度模型模擬獲得的鋼筋混凝土柱的宏觀力學(xué)行為和細(xì)觀破壞特征均與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,同時多尺度模型可以有效降低計(jì)算成本,在有限計(jì)算資源下實(shí)現(xiàn)計(jì)算時間與計(jì)算精度的平衡。 

【文章來源】：公路工程. 2020,45(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)構(gòu)件破壞圖

本文依據(jù)Walraven公式,將三維骨料級配曲線轉(zhuǎn)化為二維平面級配曲線;然后采用Fuller級配曲線計(jì)算混凝土的級配參數(shù);最后采用Monte-Carlo方法生成二維隨機(jī)骨料模型。參考文獻(xiàn)[17] ,將骨料形狀假定為圓形,隨機(jī)骨料模型程序的編制流程詳見圖1。2 多尺度有限元模型

隨機(jī)骨料模型的不同區(qū)域定義不同材料屬性,再對模型直接進(jìn)行網(wǎng)格劃分,則骨料單元、砂漿體單元及界面單元表現(xiàn)出相應(yīng)的材料屬性。據(jù)研究[10] 單元尺寸不宜大于骨料最小粒徑的1/3,數(shù)量龐大的小單元會導(dǎo)致計(jì)算時間過大。為減少計(jì)算成本,建立隨機(jī)骨料多尺度模型。由試驗(yàn)[19] 得知裂縫區(qū)主要位于柱底部1/3處,此處建立隨機(jī)骨料模型來研究混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu),構(gòu)件上部采用基于勻質(zhì)假定的宏觀單元,多尺度模型如圖2所示。2.2 材料特性

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋼筋混凝土柱動力滯回性能兩尺度數(shù)值模擬[J]. 許斌,王治原,陳洪兵.  建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]鋼筋混凝土柱軸心受壓性能及尺寸效應(yīng)的細(xì)觀數(shù)值研究[J]. 李冬,金瀏,杜修力.  水利學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]非均質(zhì)混凝土材料破壞的三維細(xì)觀數(shù)值模擬[J]. 杜修力,金瀏.  工程力學(xué). 2013(02)
[4]鋼筋混凝土梁受彎破壞過程的細(xì)觀數(shù)值模擬研究[J]. 王立成,邢立坤,宋玉普.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[5]鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)擬靜力倒塌試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬競賽Ⅱ:關(guān)鍵構(gòu)件試驗(yàn)[J]. 陸新征,葉列平,潘鵬,唐代遠(yuǎn),錢稼茹.  建筑結(jié)構(gòu). 2012(11)
[6]鋼筋混凝土構(gòu)件細(xì)觀數(shù)值模擬分析[J]. 金瀏,杜修力.  水利學(xué)報(bào). 2012(10)
[7]大型土木結(jié)構(gòu)多尺度模擬與損傷分析——從材料多尺度力學(xué)到結(jié)構(gòu)多尺度力學(xué)[J]. 吳佰建,李兆霞,湯可可.  力學(xué)進(jìn)展. 2007(03)
[8]考慮局部細(xì)節(jié)特性的結(jié)構(gòu)多尺度模擬方法研究[J]. 孫正華,李兆霞,陳鴻天,殷愛國.  特種結(jié)構(gòu). 2007(01)
[9]用剛體彈簧元法研究全級配混凝土力學(xué)性能[J]. 王懷亮,宋玉普,王寶庭.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(S1)
[10]基于單軸壓縮CT實(shí)驗(yàn)的混凝土破損細(xì)觀機(jī)理研究[J]. 周尚志,黨發(fā)寧,陳厚群,丁衛(wèi)華.  西安理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)



本文編號：3416260