高强箍筋约束混凝土柱的抗剪能力模拟

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际试验 一致 ，根据 曲线得 出的模型参数如弹性模量
【 关键 词］高强箍筋 混凝 土柱 受剪承载力 数值 模拟
其 中 ： Ａ＝Ｅ
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和 泊 松 比等 可 以较 好 地 应 用 于 工稃 实 际 。 （ ２ ）以塑 形 力 学 为 旗础 的本 构 模 型 。当混 凝 土 达 到 屈 服 强 度 之 后 ，便 不 再符 合 胡 克 定 律 的 规 律 ， 这 时 材 料开 始 发 生 不 可 恢 艇 的 变 形 ， 即 塑 形 变 形 。 塑形 变 形 主 要 用 来 解 决 混 凝 ＝ Ｌ材 料 在 矧 服 之 后 以及
过程 。
一
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约 束 混凝 土峰 值 强度 ； ｓ ——约束混凝土峰值应变：
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强度放火系数的函数；
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（ ３） 以 断 裂 理 论 和 塑 形 理 论 为 基 础 的 本 构 模 型 。 当 混凝 土 达 到 屈 服 强 度之 后 ， 混 凝 土 开 始 发 生 塑 形 变 形 ， 在 裂缝 未 出 现 之 前 可 以 用 翅 形 理 论 来 解 释 ，当 裂 缝 发 生 后 ，应 当 以断 裂 力学 的 理 论 来 解 释 ， 网 此 以 断裂 理 论 和 塑 形 理 论共 同 来解 释 混 凝 土 屈 服
后的状态 。
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非 约 束 混凝 土 的 峰值 强 度 。
二、 高强 箍 筋 约 束 混 凝 土 柱 有 限 元模 型 的 建立
本 文选 用 ｊ － 河北合创建筑节能科技有 限公司 与
西 安 建筑 科 技 大 学 所 做 的 实 验 中 的高 强箍 筋 约 束 混 凝士柱作为研究对 象， 利用Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ软 件 在 求 解 非 线 性 问题 时 具 有 的 非 常 明 鼹 的 优 坍 ，建 立 高 强 箍 筋 约 束 下 的混 凝 土 模 型 ，其 中 纵 筋 使 用 Ｈ Ｒ Ｂ ４ ０ ０级 钢 ，屈 服强度 ５ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ ，箍 筋 极 限 抗 拉 强度 ９ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ。混 凝 土参数 、 箍 筋 参数 和 纵 筋 参 数取 值 分 别 见 表 ｌ ～３所
不 ｏ
（ ４ ）以损伤力学为旌础 的本构模型 。混凝土在 裂缝发 生后 ，很多学者对裂缝产 机 理进行 了大量
研 究 ， 研 究表 明 裂 缝 的 ， 发 展是 混 凝 土 损 伤 积 累 的 结 果 ， 因此 建 立 了 以 损 失 力 学 为毖 础 的 本 构 模 型 ，并 且 该 模 型 需 要 进 行 大 量 的 试 验 数 据 进 行 计 算 和 分 析 ， 汁 算结 果 的 准 确 性 与 试 验 数 据 的 多 少 和 精 细 程
度有关 。
１ ． 建 模过 程
先 分 别 建 立 混 凝 土 、 纵 筋 、箍 筋 的截 面 ， 将 混 凝 土 截 面 进 行拉 伸 ， 再把 钢 筋通 过 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ软 件 中 的 Ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ模块 功 能 ．将 钢 筋 嵌 入混 凝 土 中 ，形成 一 个 钢 筋混 凝 土柱 的 整 体 。 再 通 过 实 体 划 分 网 格 ， 得 到 有 限 元 模 型 ，如 图 １所 示 ，将 结 构 划分 为 有 限 多 个 单 元 ，通 过 对 每 个 单 元 的 汁算 ，得 到整 个 结构 应 力， 此 处 应 注 意将 混 凝土 与 钢筋 均 设置 为 独立 模 型 ， 这 样 有 助 于 计 挥 的准 确 性 。
（ １ ）以弹 性 力学 为 基础 的 本构 模 型 。该 模 型认 为混 凝 土材 料 为 弹 性 材 料 ， 其 应 力 与 应 变 关 系 曲线 的直 线 段部 分 符 合 胡 克 定 律 ， 根 据 实 验 研 究 的实 践 理 论证 明 ， 弹 性 阶 段 的 本构 关 系 模 型 变 化 规 律 与 实
卸载后的变形机理 。
Ｄ ＝ Ｉ ． ５ — １ ． ７ １ ｘ １ ０ ＋ １ ． ６ ４ （ 一 １ ／ ２ ３
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约 束 混凝 土 抗 压强 度 ： 对应 的应 变 ；
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国 内外对如何提高混凝土柱 的抗鲫强度做 出 ｌ 『 大 壤 研 究 ，结 果 表 明 钢 筋 混 凝 土 构 件 实 际 承 受 的 剪 力 先 由 混 凝 土 进 行 承 担 ，混 凝 土 达 到 脆 性 破 坏 后 ， 纵 向 钢 筋 才 发挥 作 用 ， 抵 抗 剪 力 ， 提 高 构 件 延性 ， 凶 此 很 多学 者 致 力 于 箍 筋 对 钢 筋 混 凝 土 构 件 的 抗 剪 性 能 的 研 究 。 在 实 际 应 用 中 ， 由 于 相 关 设 计 规 范 的 欠 缺 ， 高 强 钢 筋 和 高 强 混 凝 土 很少 结 合使 用 。 高 强 箍 筋 对 混 凝 土 梓 的抗 剪 性 能 具 有 较 大 的提 “ 作 用 ，但 是 国 内 外 针 对 高 强 箍 筋 的 研 究 较 少 ，抗 剪 机 理 理 论 不 够 充 分 ， 为 了进 一 步研 究 高 强 箍 筋 约 束混 士 柱 的抗 剪 机 理 ， 设 计 了 高 强 箍 筋 约 束 的 混 凝 七 柱 的 抗 剪 试 验 。 本 文 对 高强 箍 筋 约 束 混 凝 土 柱 的抗 剪 承 载 力 进 行 模 拟 分 析 ，分 别对 箍 筋 的 间 距 和 箍 筋 形 式 的 影 响 进 行 了对 比分 析 。通 过 模 拟 单 向加 载 试 验 ，研 究 高 强 箍 筋 约 束 高 强 混凝 土 短 柱 的 破 坏
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高 强箍筋约束混凝 土柱 的抗 剪能 力模拟
一 田 慧 王 玉 良 张 海
ｆ 摘
要】本 文参考 高强箍筋约束混凝土柱 的抗 剪试验 ，然
可 以分 为 以 下 几种 ：
后利用 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ 软件对高强箍筋约束混凝土柱的抗剪破坏进 行ｒ 数值模拟 。结果表 明：复合箍筋可 以提 高构件的 强度
和 延 性 ，若 本 构 模 型 与材 料 参 数 选 取 得 当 ，利 用 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ软 件 Ｊ 以 很 好 地 模 拟 箍 筋 约 束 混 凝 土 柱 的 受剪 过 程