钢筋混凝土梁动态剪切破坏数值模拟研究

发布时间：2020-03-30 16:35

【摘要】：钢筋混凝土结构在承受荷载时可能会发生剪切破坏,构件剪切破坏发生比较突然且危害巨大。为避免因结构发生剪切破坏造成的灾难性后果,研究钢筋混凝土构件的剪切破坏机理就变得十分重要。钢筋混凝土结构在整个寿命周期内还可能受到各种形式的动态荷载的作用,由于钢筋和混凝土材料都是典型的率相关材料,动态荷载作用时材料的特性会发生改变,因此构件在动态荷载作用下的剪切特性就变得更为复杂。虽然钢筋混凝土梁(RC梁)构件的动态剪切特性已经引起了人们的兴趣,但目前的研究还很不系统,特别是缺乏定量研究加载速率、纵筋率、配箍率和剪跨比等影响因素对钢筋混土剪切梁的动态强度、变形以及破坏模式等方面的影响。在此背景下,本文主要研究了下列四方面的内容:(1)总结了目前国内外抗剪理论的研究现状和成果,介绍了已被普遍认可的抗剪模型理论,如桁架模型、统计分析法、极限平衡理论、塑性理论以及非线性有限元理论等。(2)详细阐述了混凝土损伤塑性(CDP)模型的原理,并归纳了有限元分析软件ABAQUS的隐式求解器和显示求解器的异同点。参照已有试验实例建立了有限元模型并将模拟结果同试验结果进行比对验证,证明模拟分析的可行性。(3)借助ABAQUS软件创建了有限元梁模型,考虑加载速率、纵筋率和剪跨比等影响因素,对动态荷载作用下钢筋混凝土剪切梁的力学、变形性能和损伤特性等行为进行了系统研究。进一步考虑配箍率的影响,设计新的加载方案,研究了动态加载时多种参数(剪跨比、纵筋率和配箍率)对钢筋混凝土梁极限抗剪承载力动态增大因子DIF的影响。(4)基于MSC.MARC软件,利用编写的可以考虑混凝土率相关性的子程序Uvscpl模拟了钢筋混凝土梁在承受循环荷载作用时的动力性能,研究了不同加载速率的循环荷载对RC梁的抗剪承载力和变形性能的影响。并进一步讨论了循环动态加载时,剪跨比、纵筋率和配箍率对RC梁极限抗剪承载力的影响。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.1

【参考文献】

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本文编号：2607783