基于随机骨料模型的钢筋混凝土柱多尺度数值模拟

发布时间：2021-09-30 16:38

　　作为一种典型的非匀质复合材料,混凝土的细观结构将影响钢筋混凝土结构的力学行为和破坏特征。在混凝土材料细观模型的基础上,结合随机骨料法提出了一种钢筋混凝土柱非线性力学分析二维多尺度数值模拟方法。对钢筋混凝土柱拟静力滞回性能进行了数值模拟,并与二维实体模型以及二维全骨料模型模拟结果进行了对比分析。结果表明:采用多尺度模型模拟获得的钢筋混凝土柱的宏观力学行为和细观破坏特征均与试验结果吻合良好,同时多尺度模型可以有效降低计算成本,在有限计算资源下实现计算时间与计算精度的平衡。 

【文章来源】：公路工程. 2020,45(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

试验构件破坏图

本文依据Walraven公式,将三维骨料级配曲线转化为二维平面级配曲线;然后采用Fuller级配曲线计算混凝土的级配参数;最后采用Monte-Carlo方法生成二维随机骨料模型。参考文献[17] ,将骨料形状假定为圆形,随机骨料模型程序的编制流程详见图1。2 多尺度有限元模型

随机骨料模型的不同区域定义不同材料属性,再对模型直接进行网格划分,则骨料单元、砂浆体单元及界面单元表现出相应的材料属性。据研究[10] 单元尺寸不宜大于骨料最小粒径的1/3,数量庞大的小单元会导致计算时间过大。为减少计算成本,建立随机骨料多尺度模型。由试验[19] 得知裂缝区主要位于柱底部1/3处,此处建立随机骨料模型来研究混凝土细观结构,构件上部采用基于匀质假定的宏观单元,多尺度模型如图2所示。2.2 材料特性

【参考文献】：
期刊论文
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[5]钢筋混凝土框架结构拟静力倒塌试验研究及数值模拟竞赛Ⅱ:关键构件试验[J]. 陆新征,叶列平,潘鹏,唐代远,钱稼茹.  建筑结构. 2012(11)
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本文编号：3416260