鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的梁柱節(jié)點是整個結(jié)構(gòu)中最復(fù)雜的傳力樞紐,在過去的幾十年里,已經(jīng)有眾多學(xué)者對節(jié)點的傳力機(jī)制做了大量研究和探討,在數(shù)值仿真上也相繼出現(xiàn)了不同的節(jié)點模型,對節(jié)點的有限元模擬也不斷精確,這使得在對整體框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時考慮節(jié)點的影響成為可能。在這些節(jié)點模型中,Lowes和Mitra提出的超級單元較為準(zhǔn)確高效,但是模型中的剪切塊定參方法較為復(fù)雜,并且不同學(xué)者用于定參的方法也不全相同,這在一定程度上限制了節(jié)點模型的廣泛應(yīng)用。為此,本文在原有超級單元的基礎(chǔ)上,基于平面8節(jié)點單元,提出了一個新的RC框架梁柱節(jié)點單元,從一定程度上解決了原模型使用時定參困難的問題,并且將該模型用于整榀框架分析時無需針對不同的節(jié)點進(jìn)行單獨定參,相對更為高效。具體來講,本文主要的工作如下:(1)詳細(xì)地介紹了目前的各種節(jié)點單元模型,并確定了以超級單元為基礎(chǔ)進(jìn)行新單元的開發(fā);(2)主要從新單元的構(gòu)成,平衡關(guān)系,物理關(guān)系,節(jié)點抗力等幾個方面做了推導(dǎo)。相對課題組原先提出的節(jié)點單元,新單元可以考慮梁柱和節(jié)點間因混凝土開裂導(dǎo)致的剪切剛度和強(qiáng)度的降低,同時本文單元計算過程的數(shù)據(jù)是閉合的,無需依賴梁柱的長度即可進(jìn)行運算。因此,本文單元有更好和更穩(wěn)定的數(shù)值表現(xiàn)。(3)以ABAQUS作為分析平臺,介紹了節(jié)點單元在該平臺上的二次開發(fā),并選取了2011年清華大學(xué)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)擬靜力試驗作為模擬對象,將幾種不同的數(shù)值模型的結(jié)果和試驗結(jié)果對比,討論了ABAQUS的建模方法和鋼筋混凝土本構(gòu)模型的選取對模擬精度的影響,并對本文單元的有效性做了簡單驗證。同時通過對兩榀框架的模擬,研究了節(jié)點損傷對整體框架精細(xì)分析的具體影響。(4)選取了廣泛的梁柱節(jié)點試驗對本文所建立的單元進(jìn)行了大量的模擬驗證。從模擬結(jié)果上看,本文提出的節(jié)點單元是有效并具有一定適用性的,對各種不同截面形式和配筋的邊節(jié)點、中間節(jié)點都能很好地做出預(yù)測,特別是對節(jié)點在低周往復(fù)荷載下的滯回耗能描述得較為準(zhǔn)確;但同時有些案例也指出本文單元在應(yīng)用時存在一定的局限性,主要體現(xiàn)在對低配箍率的節(jié)點預(yù)測不太準(zhǔn)確,本文對這種例外情況也做出了分析和解釋。
【學(xué)位單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU375.4
【部分圖文】：

基于 ABAQUS 的平面 RC 框架節(jié)點單元的開發(fā)和應(yīng)用在實際地震中，節(jié)點受力機(jī)理十分復(fù)雜，破壞形態(tài)也不全相同，見圖 1.2。節(jié)點區(qū)域的破壞主要以抗剪強(qiáng)度不足造成的剪切破壞為主，此時節(jié)點核心區(qū)產(chǎn)生斜向?qū)堑呢炌芽p，節(jié)點區(qū)內(nèi)箍筋屈服，外鼓甚至崩斷。如果節(jié)點區(qū)域的剪力很大，混凝土還可能會早于鋼筋發(fā)生破壞。此外，節(jié)點核心區(qū)也可能因構(gòu)造措施不當(dāng)而引起破壞，這類破壞主要以節(jié)點配箍率太低而引起的脆性破壞為主。如果核心區(qū)的鋼筋過密，也可能因為影響混凝土澆注質(zhì)量，從而間接地造成節(jié)點的剪切破壞。

混凝土還可能會早于鋼筋發(fā)生破壞。此外，節(jié)點核心區(qū)也可能因構(gòu)造措施不當(dāng)而引起破壞，這類破壞主要以節(jié)點配箍率太低而引起的脆性破壞為主。如果核心區(qū)的鋼筋過密，也可能因為影響混凝土澆注質(zhì)量，從而間接地造成節(jié)點的剪切破壞。圖 1.1 汶川地震節(jié)點破壞兩例

圖 1.3 荷載—變形滯回曲線模型圖 1.4 粘結(jié)滑移材料模型 圖 1.5 剪切塊材料模型級單元模型相對其他模型而言，在組成上非常直觀易懂，并且在 O了大量用戶的檢驗，有較好的模擬效果。該模型后續(xù)也不斷地被不改進(jìn)，詳見 1.4.2 節(jié)。目前該模型及其衍生的一系列模型主要存在區(qū)的剪切塊定參較為復(fù)雜，并且不同學(xué)者采用的定參方法也不盡 等人是根據(jù) MCFT 理論，利用有限元方法計算核心區(qū)的剪力和剪切
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2863565