考虑屈曲的抗震钢筋低周疲劳性能研究

发布时间：2017-08-25 00:19

  本文关键词：考虑屈曲的抗震钢筋低周疲劳性能研究

  更多相关文章： 钢筋混凝土柱 纵筋 疲劳性能 屈曲性能 计算模型

【摘要】：大量震害和试验现象表明,钢筋混凝土柱纵筋在疲劳破坏前往往已经出现较为明显的屈曲,这就要求柱纵筋应同时具有良好的屈曲受力性能和疲劳受力性能。目前,国内外对柱纵筋屈曲性能和低周疲劳性能的单独研究已经较为成熟,但关于如何在纵筋低周疲劳模型中合理地考虑屈曲效应影响的研究成果较少,这就使得目前建立的低周疲劳模型直接用于屈曲钢筋时难以准确。因此建立考虑屈曲的纵筋低周疲劳模型,对于准确预测实际构件中的纵筋疲劳失效时刻具有重要意义。本文依据钢筋疲劳试验数据建立了不考虑屈曲影响的原始疲劳模型。以OpenSees有限元分析平台为基础,通过模拟试验中屈曲钢筋的系列循环加载,提取了钢筋力-位移曲线、中间截面局部应变等相关数据。根据钢筋循环加载时中间截面的局部应变数据,先后对原始疲劳模型进行了三次修正,最终得到可直接用钢筋平均塑性应变幅进行计算的修正疲劳模型III。同时,依据屈曲钢筋的系列循环加载试验数据和修正疲劳模型III拟合了强度衰减公式。此外,本文还直接基于屈曲钢筋的平均塑性应变幅试验结果拟合了修正疲劳模型IV。采用本文拟合的修正疲劳模型III和修正疲劳模型IV计算两个不同研究者完成的屈曲钢筋循环加载试验中钢筋的累计疲劳损伤指数,并基于其中一组屈曲钢筋循环加载试验进一步分析屈服强度对屈曲钢筋疲劳性能的影响,得到了修正疲劳模型III-y和修正疲劳模型IV-y。为了验证本文拟合的修正疲劳模型的有效性,采用修正疲劳模型III-y和修正疲劳模型IV-y计算柱低周反复加载试验中柱纵筋的累计疲劳损伤指数,结果表明其值接近1.000。此外,采用本文拟合的强度衰减公式计算循环加载屈曲钢筋的强度衰减指数发现,计算结果与试验测得的强度衰减指数相近。研究结果表明,考虑屈曲影响的修正疲劳模型和强度衰减公式对屈曲钢筋的低周疲劳性能的计算结果有明显改善,本文建立的修正疲劳模型可相对更准确地模拟混凝土构件中屈曲钢筋的低周疲劳性能。本文的创新点如下:(1)合理考虑了屈曲对钢筋疲劳性能的影响;(2)建立了屈曲钢筋循环受力时中间截面局部应变与钢筋平均应变的联系;(3)建立了直接用平均塑性应变幅进行计算的修正疲劳模型和强度衰减公式。
【关键词】：钢筋混凝土柱 纵筋 疲劳性能 屈曲性能 计算模型
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-15
• 1 绪论15-21
• 1.1 引言15-16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 本文研究目的18
• 1.4 本文研究内容18-21
• 2 原始疲劳模型介绍及参数确定21-31
• 2.1 C-M疲劳模型21-23
• 2.2 薛昊飞试验简介23-28
• 2.2.1 单调拉伸试验及试验结果23-25
• 2.2.2 高应变低周疲劳试验及试验结果25-28
• 2.3 确定原始疲劳模型参数28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 基于OpenSees对张吉庆试验的模拟分析31-55
• 3.1 张吉庆试验简介31-39
• 3.1.1 试验方案31-34
• 3.1.2 试验现象和结果分析34-39
• 3.2 原始疲劳模型对屈曲钢筋的适用性39-42
• 3.3 基于OpenSees对张吉庆试验的模拟分析42-53
• 3.3.1 OpenSees程序简介42-43
• 3.3.2 基于OpenSees程序对张吉庆试验的模拟43-48
• 3.3.3 张吉庆试验计算结果及分析48-53
• 3.4 本章小结53-55
• 4 钢筋修正疲劳模型55-87
• 4.1 修正疲劳模型I55-61
• 4.1.1 修正疲劳模型I拟合过程55-59
• 4.1.2 修正疲劳模型I的计算结果59-61
• 4.2 修正疲劳模型II61-71
• 4.2.1 修正疲劳模型II拟合过程62-64
• 4.2.2 修正疲劳模型II的计算结果64-71
• 4.3 修正疲劳模型III71-80
• 4.3.1 修正疲劳模型III拟合过程71-74
• 4.3.2 修正疲劳模型III的计算结果74-80
• 4.4 钢筋强度衰减公式80-82
• 4.5 修正疲劳模型IV82-85
• 4.5.1 直接基于试验结果的修正疲劳模型IV82-83
• 4.5.2 修正疲劳模型IV的计算结果83-85
• 4.6 本章小结85-87
• 5 考虑屈服强度影响的修正疲劳模型87-105
• 5.1 郑江峰试验简介87-90
• 5.1.1 试验方案87-88
• 5.1.2 试验结果分析88-90
• 5.2 考虑屈服强度影响的修正疲劳模型拟合方法90-103
• 5.2.1 修正疲劳模型III-y拟合方法90-98
• 5.2.2 修正疲劳模型IV-y拟合方法98-102
• 5.2.3 强度衰减公式验证102-103
• 5.3 本章小结103-105
• 6 修正疲劳模型的试验校核105-115
• 6.1 钢筋混凝土柱纵筋屈曲试验简介105-109
• 6.1.1 试验方案105-108
• 6.1.2 试验结果分析108-109
• 6.2 修正疲劳模型III-y验证结果109-112
• 6.3 修正疲劳模型IV-y验证结果112-114
• 6.4 本章小结114-115
• 7 主要结论与展望115-119
• 7.1 全文总结115-116
• 7.2 本文创新点116
• 7.3 今后研究展望116-119
• 致谢119-121
• 参考文献121-123
• 附录123-140
• A.部分张吉庆试验模拟123-131
• B.郑江峰试验强度衰减数据131-140
• C.作者在攻读学位期间发表的论文140

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3 王s，

本文编号：733966