結構抗震試驗結果表明,鋼筋混凝土（RC）框架構件在地震作用下由鋼筋滑移效應引起的變形可占總變形的30%以上。對于低軸壓比構件,該變形甚至與彎曲變形比重相當。因此,此鋼筋滑移效應在RC框架結構的抗震有限元分析中不容忽視。在RC結構的抗震傳統(tǒng)有限元分析中模擬鋼筋滑移效應需要額外增加單元（彈簧單元或零長度截面單元等）,這往往造成單元數量過多,數值分析耗時,求解難以收斂以及建模過于繁瑣等一系列問題。本文提出了考慮鋼筋滑移效應的纖維模型,建立了模擬RC構件中鋼筋滑移效應的抗震分析高效模擬方法,并初步考察了鋼筋滑移效應對RC框架結構抗震能力的影響。主要研究工作和成果如下:（1）假定將RC構件的鋼筋滑移效應等效到鋼筋應變中,建立了考慮滑移效應的鋼筋應變計算式,進一步提出了考慮鋼筋滑移效應的雙線性鋼筋應力應變本構模型,該模型可考慮混凝土軸心抗壓強度、鋼筋直徑、鋼筋屈服強度和構件截面高度對RC構件中鋼筋滑移效應的影響。隨后提出了考慮鋼筋滑移效應的纖維模型,由此便建立了以纖維模型為基礎的RC結構考慮鋼筋滑移效應的抗震分析高效模擬方法。（2）選取了48根不同設計參數的RC柱,采用多尺度試驗數據對所提考慮鋼筋... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

粘結應力計算模型

西安建筑科技大學碩士學位論文26擬；第部分采用OpenSees的MinMax材料進行模擬；第部分采用OpenSees的Hysteretic材料進行模擬。3.3.2水平荷載-位移反應對比圖3.3所示為模型模擬結果與Saatcioglu試驗結果[10]的對比。由圖3.3（a）可看到，所提纖維模型模擬的RC柱剛度與試驗結果顯示出很好的一致性，而傳統(tǒng)纖維模型明顯高估了柱的剛度，零長度纖維模型則稍微高估了柱的剛度。其中正負向加載時的試驗結果差別較大，可能是試驗加載時柱腳產生了偏移。從圖3.3（b–c）可看到，傳統(tǒng)纖維模型模擬的RC柱剛度比試驗結果偏大，所提纖維模型和零長度纖維模型則稍微高估了RC柱的剛度，這可能是因為模型中未考慮柱剪切變形影響。由于RC柱剪切變形的貢獻不是本文的主要內容，因此在以上三個模型中均未考慮剪切變形影響。由圖3.3（d）可看到，所提纖維模型與零長度纖維模型的模擬結果與實驗結果的吻合程度較好。（a）試件U1（b）試件U2（c）試件U3（d）試件U4圖3.3模型模擬結果與Saatcioglu試驗結果[10]對比

西安建筑科技大學碩士學位論文27圖3.4所示為模型模擬結果與Sezen試驗結果[4]的對比。由圖3.4（a）可以看到，所提纖維模型和零長度纖維模型略微高估了RC柱的剛度，傳統(tǒng)纖維模型則大大高估了RC柱的剛度。對于中小軸壓比的情況，三個模型分別與Saatcioglu試驗[10]和與Sezen試驗[4]對比結果的規(guī)律大致相同。但是，從圖3.4（b）可以看出在軸壓比為0.6時，三個模型的承載力與剛度都明顯大于試驗結果。原因是在高軸壓比情況下，混凝土框架柱往往發(fā)生由混凝土率先壓潰而導致的小偏壓破壞，從而鋼筋應力較小并未達到其屈服強度，由于鋼筋滑移現(xiàn)象主要發(fā)生于鋼筋屈服之后[64]，因此構件在小偏壓破壞下鋼筋滑移效應并不突出。此外，由圖3.4（b）可看到所提纖維模型與傳統(tǒng)纖維模型的水平荷載-位移反應曲線除了峰值點附近外，其余基本較為接近，表明傳統(tǒng)纖維模型為本文所提纖維模型的一種特殊情況。在低軸壓比下，傳統(tǒng)纖維模型只能模擬構件彎曲變形，所提纖維模型可模擬構件彎曲變形和鋼筋滑移變形。在高軸壓比下，隨著軸壓比的增大，鋼筋滑移效應并不突出，所提纖維模型逐步退化為傳統(tǒng)纖維模型。因此，可以認為傳統(tǒng)纖維模型為所提纖維模型在構件高軸壓比時的一種特殊情況。（a）試件S1（b）試件S2圖3.4模型模擬結果與Sezen試驗結果[4]對比圖3.5所示為模型模擬結果與Lynn試驗結果[13]的對比。由圖3.5（a-b）可以看到，所提纖維模型和零長度纖維模型的模擬結果與試驗結果吻合精度較好。從圖3.5（c-d）可以看出，在中等軸壓比為0.26的情況下，傳統(tǒng)纖維模型仍然高估了RC柱的剛度，而所提纖維模型和零長度纖維模型則稍微高估了RC柱的剛度。圖3.6（a）和（b-d）所示分別為模型模擬結果與Kawashima試驗結果[72]和Lehman試驗結果[17]的對比。總體而言，在RC柱承?

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于Pushover的RC框架結構抗側向倒塌能力分析[D]. 王源.西南交通大學 2017
[2]Pushover法評估山地建筑掉層結構的抗震性能[D]. 王景榮.重慶大學 2015
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本文編號：3507028