發(fā)布時(shí)間：2019-05-14 12:35

【摘要】：我國是世界上地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了越來越多的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和新型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)在大震作用下通常會進(jìn)入彈塑性階段,采用彈性分析方法無法真實(shí)反映結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況。我國現(xiàn)行規(guī)范要求對不規(guī)則且具有明顯薄弱部位的復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下的動力彈塑性變形驗(yàn)算。 隨著ANSYS、ABAQUS、MSC.MARC等大型通用有限元軟件在結(jié)構(gòu)分析方面的廣泛應(yīng)用,已有學(xué)者試圖采用這些軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動力彈塑性分析。有限元分析軟件ABAQUS具有強(qiáng)大的非線性求解能力,特別是其顯式分析模塊,可以避免隱式算法在處理高度非線性問題時(shí)的不收斂問題,在進(jìn)行大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析時(shí),可大量節(jié)省計(jì)算機(jī)的存儲空間,并方便利用并行計(jì)算技術(shù)提高分析速度。但是其顯式分析模塊缺乏用于三維梁單元的混凝土本構(gòu)模型及合理的鋼筋本構(gòu)模型。 本文基于纖維模型,對混凝土、鋼筋單軸本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了研究,利用用戶自定義材料子程序接口(VUMAT),對梁單元的混凝土、鋼筋單軸本構(gòu)模型進(jìn)行二次開發(fā),來描述鋼筋混凝土梁柱構(gòu)件中材料的受力性能,并用于鋼筋混凝土梁柱桿件在多維受力狀態(tài)下力學(xué)行為的數(shù)值模擬。具體內(nèi)容如下： 1、本構(gòu)關(guān)系的研究 本文選用基于文獻(xiàn)[1]的混凝土本構(gòu)模型,其中混凝土受壓骨架曲線采用Kent和Park所提出并由Scott B.D改進(jìn)的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線,考慮箍筋對混凝土的約束影響以及混凝土裂面效應(yīng)的影響。 作者選用了兩種鋼筋本構(gòu)模型。一種是基于文獻(xiàn)[1]提出的考慮包辛格效應(yīng)的雙折線強(qiáng)化模型。另外一種鋼筋本構(gòu)模型在文獻(xiàn)[2]的基礎(chǔ)上作出了修正,該模型可以反映出鋼筋單調(diào)加載時(shí)的屈服、硬化和軟化現(xiàn)象,并在再加載路徑上合理考慮了鋼筋的Bauschinger效應(yīng)。 2、纖維模型研究 ABAQUS顯式分析模塊中的B31梁單元可以模擬鋼筋混凝土梁柱桿件。采用矩形梁截面描述核心混凝土,采用箱型截面描述混凝土保護(hù)層和鋼筋。截面上的積分點(diǎn)相當(dāng)于纖維,可以分別賦予不同的材料屬性,截面的力學(xué)行為則由積分點(diǎn)上的行為積分得到。 3、二次開發(fā) 根據(jù)材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,利用ABAQUS用戶子程序接口VUMAT進(jìn)行二次開發(fā),編制了用于顯式動力分析的梁單元混凝土、鋼筋本構(gòu)模型的計(jì)算程序。 4、柱及框架結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬 本文運(yùn)用共節(jié)點(diǎn)技術(shù)建立單個(gè)鋼筋混凝土柱構(gòu)件,對往復(fù)荷載下鋼筋混凝土柱受力性能進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。采用本文給出的鋼筋本構(gòu)模型計(jì)算所得滯回曲線較采用ABAQUS自帶的鋼筋本構(gòu)模型計(jì)算所得滯回曲線更接近試驗(yàn)實(shí)測曲線,準(zhǔn)確描述了鋼筋混凝土柱的滯回特性。對平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行低周往復(fù)荷載作用下的非線性分析,計(jì)算所得滯回曲線與試驗(yàn)實(shí)測滯回曲線吻合良好。 本文建立的模型能夠較好地模擬鋼筋混凝土梁柱構(gòu)件的軸力雙向彎曲耦合性能,可用于梁柱構(gòu)件在多維受力狀態(tài)下的彈塑性分析,能夠滿足鋼筋混凝土空間框架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的非線性分析。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU375

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2476718