混凝土弹塑性损伤本构模型参数及其工程应用
本文关键词: 本构模型参数 混凝土 ABAQUS 非线性时程反应 损伤分布 出处:《浙江大学学报(工学版)》2015年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为提高弹塑性损伤本构模型的工程实用性,研究各参数取值对模型损伤发展、塑性发展及材料应力应变关系的影响.拟合参数取值与混凝土材料常用指标弹性模量、单轴抗压强度及单轴抗拉强度联系之间的函数关系,提出实用的参数取值确定方法.对规范规定的各强度混凝土材料进行数值模拟,结果表明:模型及参数确定方法能够较准确地模拟混凝土材料的各种非线性本构行为.采用用户材料子程序UMAT进行本构模型在ABAQUS中的二次开发,对上海某酒店项目进行数值模拟:在结构设计软件PKPM中完成建模,将模型转换为ABAQUS模型进行计算,并将计算结果与振动台试验结果进行比较.结果表明:各振形计算自振频率相差在5%以内,顶层位移时程除个别极值外总体匹配较好,楼层位移差在10%以内,最大层间位移除个别楼层相差达到30%以外,一般楼层相差10%左右,验证了所提出的参数确定方法及本构模型是合理有效的;通过分析结构各关键时刻损伤分布云图,表明弹塑性损伤本构模型能够实时反映结构的破坏过程,便于分析者直观地把握结构破坏形态.
[Abstract]:In order to improve the engineering practicability of the elastoplastic damage constitutive model, the damage development of the model was studied. The relationship between the fitting parameters and the elastic modulus, uniaxial compressive strength and uniaxial tensile strength of concrete materials. A practical method for determining the parameters of concrete is put forward. The numerical simulation is carried out for the concrete materials of various strength specified in the code. The results show that:. The model and parameter determination method can accurately simulate all kinds of nonlinear constitutive behavior of concrete material. The secondary development of constitutive model in ABAQUS is carried out by using user material subprogram UMAT. Numerical simulation of a hotel project in Shanghai: complete the modeling in the structure design software PKPM, and convert the model into the ABAQUS model for calculation. The calculated results are compared with the results of shaking table test. The results show that the difference of natural vibration frequency is less than 5%, and the total matching of top displacement time history is better except for individual extreme values. The floor displacement difference is less than 10%, the maximum floor displacement is 30% except for individual floor, and the general floor difference is about 10%. It is verified that the proposed parameter determination method and constitutive model are reasonable and effective. By analyzing the damage distribution of the structure at every critical moment, it is shown that the elastic-plastic damage constitutive model can reflect the failure process of the structure in real time, and it is convenient for the analysts to grasp the failure form of the structure directly.
【作者单位】: 中国建筑股份有限公司技术中心;同济大学结构工程与防灾研究所;
【基金】:中建股份科技研发课题资助项目(CSCEC-2013-Z-2-1)
【分类号】:TU528
【正文快照】: 弹塑性损伤本构模型能够准确地模拟混凝土非线性本构行为[1-4].目前,学者们提出了多个理论完备、计算准确度高的混凝土弹塑性本构模型[5-7],但是多数模型的数值处理复杂,计算过程涉及多次迭代,计算效率较低、数值稳定性不好,且模型中涉及的参数较多,参数的标定是一项繁琐的工
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本文编号:1476053
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