钢筋混凝土结构非线性行为的优化计算方法及应用

发布时间：2018-01-30 07:36

  本文关键词： 钢筋混凝土 非线性行为 整体式模型 配筋率 裂缝 优化计算 试验模拟　出处：《工程力学》2015年S1期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：传统的钢筋混凝土结构的整体式模型往往难以模拟钢筋的作用效果,导致计算结果不理想。在定义材料本构关系时,充分考虑钢筋在混凝土开裂之后的作用,可在保证计算精度的同时显著提高计算效率。首先分别以建立钢筋单元和输入配筋率的两种方式建立了分离式模型和整体式模型;其次考虑混凝土强度、集配情况定义了混凝土材料的非线性应力-应变关系,特别是采用与裂缝开展有关的裂缝处剪应力与剪应变的本构关系;然后分别对两组模型进行数值计算,并从开裂强度、裂缝开展过程、监测点的位移、极限强度等多个方面分别将两组计算结果与相应试验结果进行对比,结果表明优化计算方法单元数目少,计算速度快,计算精度高;最后将该方法应用到实际工程,准确分析了钢筋混凝土柱在地震作用下的裂缝开展以及破坏过程。
[Abstract]:The traditional integral model of reinforced concrete structure is often difficult to simulate the effect of reinforcement, which leads to unsatisfactory calculation results. In defining the constitutive relationship of material, the effect of steel bar after concrete cracking is fully considered. At the same time, the calculation accuracy can be guaranteed and the calculation efficiency can be improved significantly. Firstly, the separate model and the integral model are established by establishing the reinforcement element and the input reinforcement ratio respectively. Secondly, considering the strength of concrete, the nonlinear stress-strain relation of concrete material is defined, especially the constitutive relation of shear stress and shear strain at the crack which is related to crack development. Then the two groups of models are numerically calculated, and the two groups of calculation results are compared with the corresponding test results from many aspects, such as crack strength, crack development process, displacement of monitoring points, limit strength and so on. The results show that the optimal calculation method has the advantages of small number of units, fast calculation speed and high accuracy. Finally, the method is applied to practical engineering, and the crack development and failure process of reinforced concrete columns under earthquake action are analyzed accurately.
【作者单位】： 天津大学建筑工程学院;天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;天津城建大学土木工程学院;天津软土特性与工程环境重点实验室;
【分类号】：TU375
【正文快照】： 钢筋混凝土结构分析分为整体式、组合式、分离式三种有限元模型。分离式模型计算精度高,但是该模型需要将钢筋布置在混凝土单元边界,网格要求高,计算时间较长。该模型多用于混凝土构件的力学分析。如田力等[1]利用分离式模型分析了钢筋混凝土柱在冲击荷载作用下的破坏模式。组

【参考文献】

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【共引文献】

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