ECC墩柱抗震性能参数化研究
发布时间：2021-07-25 14:43
高延性纤维增强水泥基复合材料（engineered cementitious composites,简称ECC）拥有在单轴拉伸荷载下超过3%的极限应变,具有良好的延性、变形能力和耗能能力,ECC材料的这些优点使其在桥梁抗震中有着广泛的发展前景和应用空间。当前将ECC运用于桥梁抗震方面的相关研究还不多,通用有限元软件对ECC材料的模拟也不完善,对ECC桥梁抗震性能的理论研究还不深入。因此,本文在有限元软件OpenSees中完善了ECC单轴滞回本构模型,在此基础上利用数值模拟对ECC截面、ECC墩柱的抗震性能开展理论研究,从而为ECC墩柱的抗震设计打下基础。研究的主要内容和结果如下:（1）在OpenSees中对ECC本构模型进行二次开发。基于国外学者研究得到的ECC单轴滞回本构关系,经过合理简化,成功在OpenSees中实现了更加完善的ECC单轴滞回本构模型即ECC02。通过算例对比和本文研究分析,论证了ECC02本构模型的可靠性与合理性。（2）基于延性抗震设计理念,研究了ECC墩柱截面的抗弯能力和延性。分析轴压比、纵筋配筋率、钢筋和ECC材料强度对ECC截面抗弯性能的影响。研究发现,当轴...
【文章来源】：湖南科技大学湖南省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ECC02本构滞回规则Figure2.9ConstitutivehysteresisruleofECC02编写好头文件（.h）和函数文件(.cpp)后，修改TCLModelBuilderUniaxialMaterial.cpp文件和classTag.h文件中关于新添加材料的声明和调用代码，确保语法正确，再进行调试
Table 2.5 parameter of ECC01 and ECC02 参数 ECC01 ECC02 0 0(MPa) /t tσ ε 4/0.00025 4/0.00025 (MPa) /tp tpσ ε 6/0.000375 6/0.000375 tuε 0.038 0.038 (MPa) /cp cpσ ε -80/-0.005 -80/-0.005 (MPa) /cr cuσ ε 0/-0.012 -25/-0.012 原点切线弹性模量(MPa) 16000 16000 在 OpenSees 中建立该排架式桥墩有限元模型如图 2.12 所示。
-19-位移的梁柱单元。假定墩柱和盖梁在柱顶直接耦合，柱底施加固结约束，整个结构共包含33个节点和32个单元。考虑结构自身的重力，并在结构顶部施加与C35混凝土墩柱2.5%轴压比相当的竖向恒载。考虑P-Δ效应，先进行恒载分析，再在如图2.13所示的强制墩顶往复位移作用下进行低周滞回仿真分析。图2.13滞回加载规则Figure2.13Thehystereticloadingrule使用OpenSees分析计算，得到墩底剪力—墩顶位移滞回曲线如图2.14所示。图2.14墩底剪力-墩顶位移滞回曲线Figure2.14Hystereticcurves由图2.14可以看出采用ECC02和ECC01本构模型计算得到的滞回曲线总体吻合，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微观力学和断裂力学试验方法的MMFM-ECC配合比设计[J]. 李晓琴,杜茜,战越,宋志刚. 云南大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]钢筋增强ECC柱偏心受压力学性能有限元模拟[J]. 袁方,陈梦成. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]纤维增强水泥基复合材料加固震损RC框架抗震性能试验研究[J]. 张富文,李向民,王卓琳,陈溪,许清风. 建筑结构学报. 2017(06)
[4]高轴压比下PVA-ECC柱抗震性能试验研究[J]. 汪梦甫,张旭. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]OpenSees混凝土单轴本构关系二次开发[J]. 万增勇,任晓丹,李杰. 结构工程师. 2015(02)
[6]PVA-ECC的最优配比及力学性能试验研究[J]. 郑玉国,崔元东,王伟男,张勇,刘思民. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2014(02)
[7]ECC材料的发展现状及性能分析[J]. 郑军兴. 四川建材. 2013(03)
[8]增稠剂掺量对PVA-ECC性能的影响[J]. 郑银林,马锋玲,刘艳霞. 中国水利水电科学研究院学报. 2012(04)
[9]高延性纤维增强水泥基复合材料抗震性能分析[J]. 许薇,徐贵娥. 安徽建筑. 2012(04)
[10]工程水泥基材料裂缝分布及自愈合后力学性能[J]. 阚黎黎,施惠生. 建筑材料学报. 2012(01)
本文编号：3302223
【文章来源】：湖南科技大学湖南省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ECC02本构滞回规则Figure2.9ConstitutivehysteresisruleofECC02编写好头文件（.h）和函数文件(.cpp)后，修改TCLModelBuilderUniaxialMaterial.cpp文件和classTag.h文件中关于新添加材料的声明和调用代码，确保语法正确，再进行调试
Table 2.5 parameter of ECC01 and ECC02 参数 ECC01 ECC02 0 0(MPa) /t tσ ε 4/0.00025 4/0.00025 (MPa) /tp tpσ ε 6/0.000375 6/0.000375 tuε 0.038 0.038 (MPa) /cp cpσ ε -80/-0.005 -80/-0.005 (MPa) /cr cuσ ε 0/-0.012 -25/-0.012 原点切线弹性模量(MPa) 16000 16000 在 OpenSees 中建立该排架式桥墩有限元模型如图 2.12 所示。
-19-位移的梁柱单元。假定墩柱和盖梁在柱顶直接耦合，柱底施加固结约束，整个结构共包含33个节点和32个单元。考虑结构自身的重力，并在结构顶部施加与C35混凝土墩柱2.5%轴压比相当的竖向恒载。考虑P-Δ效应，先进行恒载分析，再在如图2.13所示的强制墩顶往复位移作用下进行低周滞回仿真分析。图2.13滞回加载规则Figure2.13Thehystereticloadingrule使用OpenSees分析计算，得到墩底剪力—墩顶位移滞回曲线如图2.14所示。图2.14墩底剪力-墩顶位移滞回曲线Figure2.14Hystereticcurves由图2.14可以看出采用ECC02和ECC01本构模型计算得到的滞回曲线总体吻合，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微观力学和断裂力学试验方法的MMFM-ECC配合比设计[J]. 李晓琴,杜茜,战越,宋志刚. 云南大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]钢筋增强ECC柱偏心受压力学性能有限元模拟[J]. 袁方,陈梦成. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]纤维增强水泥基复合材料加固震损RC框架抗震性能试验研究[J]. 张富文,李向民,王卓琳,陈溪,许清风. 建筑结构学报. 2017(06)
[4]高轴压比下PVA-ECC柱抗震性能试验研究[J]. 汪梦甫,张旭. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]OpenSees混凝土单轴本构关系二次开发[J]. 万增勇,任晓丹,李杰. 结构工程师. 2015(02)
[6]PVA-ECC的最优配比及力学性能试验研究[J]. 郑玉国,崔元东,王伟男,张勇,刘思民. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2014(02)
[7]ECC材料的发展现状及性能分析[J]. 郑军兴. 四川建材. 2013(03)
[8]增稠剂掺量对PVA-ECC性能的影响[J]. 郑银林,马锋玲,刘艳霞. 中国水利水电科学研究院学报. 2012(04)
[9]高延性纤维增强水泥基复合材料抗震性能分析[J]. 许薇,徐贵娥. 安徽建筑. 2012(04)
[10]工程水泥基材料裂缝分布及自愈合后力学性能[J]. 阚黎黎,施惠生. 建筑材料学报. 2012(01)
本文编号：3302223
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