ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模

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abaqus钢筋混凝土参数

abaqus钢筋混凝土参数

abaqus钢筋混凝土参数
Abaqus 是一款常用的有限元分析软件,常用于工程领域的结构力学
分析、流体力学分析等方面。

在使用 Abaqus 进行钢筋混凝土结构的
分析时,需要设置一些参数才能获得准确的计算结果。

1. 材料参数
钢筋和混凝土是钢筋混凝土结构中重要的材料。

在使用 Abaqus 进行
分析时,需要设置钢筋和混凝土的材料参数,例如弹性模量、泊松比、拉伸强度、压缩强度等。

这些参数是计算混凝土结构的重要基础。

2. 单元类型
在进行分析时需要选择所需的单元类型,钢筋混凝土结构中常用的单
元类型有三种:梁单元、壳单元和实体单元。

不同的单元类型适用于
不同的钢筋混凝土结构,在选择单元类型时需要根据实际情况进行选择。

3. 网格密度
网格密度是指在分析过程中将钢筋混凝土模型离散化时所采用的网格
大小。

网格密度越高,分析结果越精确,但计算时间也会相应增长。

在确定网格密度时需要权衡精确性和计算时间。

4. 荷载与边界条件
在进行分析时需要设置结构的荷载、边界条件等参数。

这些参数直接
影响到计算结果的准确性。

在设置荷载和边界条件时要考虑实际情况,确保计算结果的合理性。

总之,设置合适的参数是获得准确的钢筋混凝土结构分析结果的关键。

在进行分析时要结合实际情况,根据需要进行适当调整,确保计算结
果的准确性和可靠性。

基于ABAQUS的钢管混凝土钢板剪力墙静力性能分析研究

基于ABAQUS的钢管混凝土钢板剪力墙静力性能分析研究

学位论文使用授权声明
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2
第1章 绪论
加劲钢板墙的设计原理是利用不同形式的加劲肋延缓钢板的屈曲,提高钢板的 极限承载力及延性性能。对薄钢板墙,可以通过设置加劲肋以改善其受力性能及延 性。加劲肋有多种形式,如十字或井字形布置的加劲肋、对角交叉加劲肋和门、窗 洞边加劲肋等。设置加劲肋的最大优点是提高薄板的弹性刚度,并使其在弹塑性范 围内具有稳定饱满的滞回曲线,克服薄钢板滞回曲线的“捏拢”现象。 3 开缝钢板剪力墙 开缝钢板墙以缝间板条的弯曲链杆为主要的耗能构件,在不需要强大加劲体系 的前提下,使弯曲弹塑性变形主要集中在弯曲链杆的端部,从而实现延性耗能。国 内关于开缝钢板墙的试验研究表明[14]:开缝钢板墙的承载力和侧移刚度能满足正常 使用阶段要求,当内嵌钢板的整体面外屈曲、缝间板条和边缘加劲肋的弯扭屈曲不 先于弯曲链杆的端部弯曲屈服时,开缝薄钢板墙有很好的延性和耗能能力。 4 组合钢板墙 组合钢板墙是在钢板一侧或两侧覆盖钢筋混凝土预制墙板,二种材料用抗剪螺 栓固定。 组合钢板墙根据混凝土墙板与周边梁、柱结合方式又分为“传统”的和“改 进”的组合钢板墙。所谓“传统”组合墙,是指混凝土墙板与周边的钢结构梁、柱 紧密相接, 不留缝隙, 二者自始至终共同工作。 不足在于, 混凝土墙板因刚度较大, 可能在水平位移较小时就首先发生破坏而提前退出工作。 “改进” 型组合墙与 “传统” 组合墙的最大区别在于:混凝土墙板与周边梁、柱间预留适当的缝隙(根据结构在 大震下的侧移大小确定) 。这样,在较小的水平位移下,混凝土墙板并不直接承担水 平力,而仅仅作为钢板的侧向约束,防止钢板发生面外屈曲,此时它对整体平面内 刚度和承载力的贡献可忽略不计。随着水平位移的不断增加,混凝土墙板先在角部 与边框梁、柱接触,随后,接触面不断增大,混凝土墙板开始与钢板协同工作。并 且,此时混凝土墙板的加入,还可以补偿因钢板发生局部屈曲造成的刚度损失,从 而减小了 p 效应。 试验结果显示 “改进” 型组合墙表现出更好的塑性变形能力[2]。 5 低屈服点钢板墙 厚板墙先屈服后屈曲;薄板墙则先屈曲后屈服。为了提高钢板墙的耗能能力及 延性,钢板墙采用低屈服点材料( f y 100 165MPa ) 。此时,为了满足结构刚度 要求,低屈服点钢板墙可采用较强的加劲肋予以加强;也可以通过改变板厚来满足

基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)用户文档

基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)用户文档

基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)用户文档目录一、基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)介绍 (2)二、iFiberLUT程序使用方法 (4)1、材料模型的定义 (4)2、纤维模型的定义 (4)3、状态变量的输出 (4)4、iFiberLUT的调用 (5)三、iFiberLUT程序材料模型介绍 (6)1、iConcrete01 (6)2、iConcrete02 (9)3、iConcrete03 (11)4、iConcrete04 (14)5、iConcrete05 (16)6、iSteel01 (19)7、iSteel02 (20)8、iSteel03 (21)9、iSteel04 (23)10、iSteel05 (24)四、参考文献 (27)一、基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件(iFiberLUT)介绍基于ABAQUS平台的钢与混凝土结构纤维模型软件,简称iFiberLUT,是基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的二次开发接口,将纤维模型移植到ABAQUS中。

可用于钢结构、钢筋混凝土结构以及钢-混凝土组合结构的分析。

iFiberLUT包括纤维模型的前处理程序—ABAQUS纤维离散生成器以及一系列材料单轴滞回本构模型,ABAQUS纤维离散生成器界面如图1.1所示,所包含了5种混凝土模型,5种钢材(筋)模型,如表1.1所示。

图1.1 ABAQUS纤维离散生成器界面表1.1iFiberLUT程序材料本构模型材料模型材料参数状态变量模型特征描述iConcrete01 7 5 圆截面约束混凝土模型iConcrete02 7 5 方、矩形截面约束混凝土模型iConcrete03 7 7 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)中普通混凝土模型iConcrete04 4 3 不考虑受拉的普通混凝土模型,OpenSEES的Concrete01模型iConcrete05 7 6 考虑受拉的普通混凝土模型,OpenSEES的Concrete02模型iSteel01 3 1 双折线随动强化钢材模型iSteel02 3 5 双折线最大点指向型钢材模型iSteel03 6 8 考虑有无屈服平台、拉压不等强,考虑曲线再加载钢材模型iSteel04 6 8 考虑有无屈服平台、拉压不等强,最大点指向型钢材模型iSteel05 10 7 可考虑包辛格效应和等向硬化的钢材模型,OpenSEES的Steel02iFiberLUT软件已获得国家版权局计算机软件著作权登记证书,原登记名为iFiber,为标识知识产权归属单位,现更名为iFiberLUT,敬请使用者合理引用,尊重知识产权。

ABAQUS钢管混凝土建模

ABAQUS钢管混凝土建模

1、建立PART 建的圆是半径主支管混凝土端板2、输入材料混凝土材料:损伤塑性模型,注意单位的对应,弹性模量参考ACI318-05(2005)中的混凝土弹性模量计算方法,取E=4700( f ’c)1/2(MPa),f ’c为混凝土的圆柱体轴心抗压强度f ’c=0.79f cu,k;f cu,k为立方体抗压强度标准值;混凝土弹性阶段泊松比为0.2。

塑性行为:膨胀角,偏心率等都为默认值受压行为:用韩林海老师的程序算出受拉行为:ABAQUS提供了三种定义混凝土受拉软化性能的方法:1.、混凝土受拉的应力-应变关系;2、采用混凝土应力-裂缝宽度关系;3、混凝土破坏能量准则即应力-断裂能关系。

分别对应软件的STRAIN, DISPLACEMENT, GFI。

其中,采用能量破坏具有更好的收敛性。

断裂能确定:对于C20混凝土,断裂能为40 N/m ;对于C40混凝土,断裂能为120 N/m ;中间插值计算。

开裂应力近似按下式确定:应力=0.26*(1.25*f ’c)2/3 ;也可使用韩林海老师的计算软件算的受拉应力—应变关系。

钢材材料普通定义3、组装:T型钢管和混凝土两个PART可以先分别画网格然后进行组装4、荷载步:建立多个荷载步,第一个荷载步施加非常小的力荷载,让接触平稳建立,第二个荷载步施加位移荷载,进行求解。

初始步要小。

关闭大变形效应比较好收敛。

5、建立接触:接触面之间的相互作用包含两部分:一部分是接触面之间的法向作用,另一部分是接触面之间的切向作用。

切向作用包括接触面之间的相对滑动和可能存在的摩擦剪应力。

两个表面分开的距离称为间隙(CLEARANCE)。

当两个表面之间的间隙变为0时,在ABAQUS 中施加了接触约束。

在接触问题的公式中,对接触面之间可以传递的接触压力的量值未做任何限制。

当接触面之间的接触压力变为0或负值时,两个接触面分离,并且约束被移开。

这种行为代表了硬接触。

接触性质切向行为定义为有摩擦,用罚函数,圆钢管混凝土摩擦系数0.3,方钢管混凝土摩擦系数0.2;法向定义为硬接触。

abaqus混凝土本构

abaqus混凝土本构

7
6.3
介绍 混凝土容器构造
8
6.3
9
介绍 钢筋混凝土 建模:混凝土模型+钢筋模型+混凝土和钢筋的相互作用 中分别定义混凝土本构和钢筋的本构关系。 和 的相互作用,粘结滑动( ) 暗销作用( )都可以通过引入拉伸硬化( )模拟
6.3
1 0
介绍 加强筋()选项提供非常全面的几何设计: 可以是单独的筋,也可以是夹层,加强筋和夹层的方向是任意的 可以加载初始应力,初始应力可以为“” (灌浆前后都可以) 也可以为“” (通常无灌浆).
,*
例题
6.3
()
中脆性破裂模型
适用于拉伸裂纹控制材料行为的应用
压缩失效不重要
此模型考虑了由于裂纹引起的材料各向异性性质
材料压缩的行为假定为线弹性.
脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大时失效
: *,*,
*
2 2
6.3
2 3
( 6.3)
适用于混凝土的各种荷载分析 单调应变, 循环荷载, 动力载荷. 标量损伤模型 (各向同性) , 包含拉伸开裂()和压缩破碎(). 此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学特性 :*
6.3
无钢筋混凝土 的力学行为
1 2
无钢筋混凝土的力学行为
混凝土在高压下(三轴)表现出准脆性的行为 不同于普通的脆性材料, 混凝土可以有非弹性变形,非弹性变形可以比弹性变形大很多 混凝土损伤机制: 混凝土内部微裂纹和微孔洞的产生和发展 在高压(静水压力)下材料的固化和多微孔的结构的坍塌
6.3
1 3
6.3
介绍
2:
高压 (
) 混凝土的压碎()是主导行为
大荷载 (非弹性)
单调荷载、循环荷载都可以

基于ABAQUS的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

基于ABAQUS的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

基于ABAQUS的钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究王小静【期刊名称】《《甘肃科技》》【年(卷),期】2019(035)017【总页数】3页(P131-132,41)【关键词】钢筋混凝土剪力墙; ABAQUS; 滞回性能; 抗震性能【作者】王小静【作者单位】天水市秦州区住房和城乡建设局甘肃天水741000【正文语种】中文【中图分类】TU398天水市抗震设防烈度为8度(0.3g),属于典型的高烈度地区,近年来天水市老厂区及城中村棚户区改造项目逐渐增多,且多以高层建筑结构体系为主,且结构形式多以钢筋混凝土框架-剪力墙或钢筋混凝土剪力墙结构为主,对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的深入分析,对这类建筑在高烈度地区的可靠性具有重要意义。

本文通过选择合理的钢筋和混凝土本构模型,采用ABAQUS有限元分析软件建立了带有暗柱的钢筋混凝土剪力墙滞回性能分析模型,并通过与实验数据的对比验证了本文数值模型的可靠性,该模型可为该类结构体系的抗震分析提供参考。

1 有限元模型基于ABAQUS有限元软件,采用分层壳单元,建立了钢筋混凝土剪力墙分析模型。

采用组合式建模方法将钢筋层弥散于混凝土墙体中,这对钢筋分布均匀的剪力墙结构是合理的,且在进行整体结构分析时,计算也较容易实现。

1.1 单元选取采用B31梁单元模拟暗柱构件,箍筋约束下的混凝土采用约束混凝土本构,保护层采用非约束混凝土本构模型。

暗柱中的钢筋通过*rebar关键字以钢纤维的方式添加进去。

并在关键词定义时输入纤维的名称、局部坐标以及材料特性。

采用ABAQUS中的壳单元S4R模拟剪力墙板,并在创建截面属性时选择“Composite”截面类型,并在编辑时输入材料特性、壳体厚度等信息,在“Rebar Layers”中定义钢筋的材料特性,最后通过节点绑定的方式将暗柱和混凝土墙板连接到一起以实现二者的共同受力。

1.2 混凝土本构模型选取钢筋混凝土暗柱中的混凝土,由于考虑到箍筋对混凝土的约束,选用Kent-Park模型[1],受压骨架线和加卸载准则如图1所示。

ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型共3篇

ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型共3篇

ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型共3篇ABAQUS显式分析梁单元的混凝土、钢筋本构模型1在ABAQUS中,梁单元是一种经常用于模拟混凝土和钢筋梁的元素。

它使用线性或非线性混凝土本构模型和钢筋本构模型来描述材料的行为,并考虑梁单元在三个方向上的应力和应变。

混凝土本构模型:ABAQUS提供了多个混凝土本构模型,它们可以用于描述混凝土的本构行为。

其中一个常用的模型是Mander本构模型,它考虑了混凝土的三个不同阶段的行为:1. 压缩阶段: 混凝土在受到压缩时会逐渐变硬,所以Mander模型使用一个非线性的应力-应变关系来描述混凝土的压缩行为。

该模型使用三个参数来描述混凝土在不同应变范围内的硬化行为。

2. 弯曲-拉伸阶段: 当混凝土受到弯曲或拉伸时,会发生一些微小的裂缝,导致其变得更容易受到破坏。

因此,Mander模型采用一个渐进应力-应变关系来描述混凝土的弯曲和拉伸行为。

该模型也使用三个参数来描述不同应变范围内的弯曲和拉伸行为。

3. 破坏阶段: 当混凝土受到极大应力时,会发生破坏。

为了模拟破坏行为,Mander模型使用两个参数来描述混凝土的弹性模量和极限应变。

当混凝土受到超过极限应变的应变时,该模型将输出一个非常大的应力值,这意味着梁单元已经破坏。

钢筋本构模型:ABAQUS也提供了多个钢筋本构模型。

其中一个常用的模型是多屈服弹塑性模型,它考虑了钢筋的应力-应变关系的多个拐点:1. 弹性阶段: 在应力小于屈服强度时,钢筋的行为是弹性的。

因此,多屈服弹塑性模型使用一个线性应力-应变关系来描述弹性阶段的行为。

2. 屈服阶段: 当钢筋的应力达到屈服强度时,它的行为将开始变得非线性。

因此,多屈服弹塑性模型使用一个拐点来描述屈服后的应力-应变关系。

该模型使用一组参数来描述每个拐点的应力和应变差。

3. 再次弹性阶段: 当钢筋的应变超过屈服点后,它的应变-应力关系将再次变得线性。

多屈服弹塑性模型也考虑了这个阶段的行为。

钢筋混凝土剪力墙建模及分析

钢筋混凝土剪力墙建模及分析

ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模曲哲2006-5-29一、试验标定选用ABAQUS中的塑性损伤混凝土本构模型,分离式钢筋建模,建立平面应力模型模拟钢筋混凝土剪力墙的单调受力行为。

李宏男(2004)本可以提供比较理想的基准试验。

然而计算发现,该文中试验记录的初始刚度普遍偏小,仅为弹性分析结果的1/5~1/8,原因不明,故此处不予采用。

左晓宝(2001)研究了小剪跨比开缝墙的低周滞回性能,其中有一片整体墙作为对照试件,本文仅以这片墙为基准标定有限元模型。

图1:剪力墙尺寸与配筋该试件尺寸及配筋如图1所示。

墙全高750mm,宽800mm,厚75mm,墙内布有间距φ6@100的分布钢筋,墙两端设有暗柱。

混凝土立方体抗压强度为54.9MPa,钢筋均为一级光圆筋。

(a)墙体分区及网格(b)钢筋网图2:ABAQUS中的有限元模型剪力墙采用平面应力八节点全积分单元,墙上下两端各加设100mm高的弹性梁。

钢筋采用两节点梁单元,通过Embed方式内嵌于墙体内。

模型网格及外观如图2所示。

墙下弹性梁底面嵌固。

分析中,先在墙顶施加160kN均布轴压力,再在墙上方弹性梁的左端缓缓施加位移荷载。

ABAQUS中损伤模型各参数取值如表1、图3所示。

未说明的参数均使用ABAQUS默认值。

表1:有限元模型材料属性混凝土 钢筋 材料非线性模型 Damaged PlasticityPlasticity初始弹性模量(GPa )38.1 210 泊松比 0.2 0.3 膨胀角(deg ) 50 初始屈服应力(MPa ) 13 235 峰值压应力(MPa ) 44 峰值压应变(µε) 2000 峰值拉应力(MPa )3.65注:其中混凝土弹性模量为文献中提供的试验值,其余均为估计值。

(a )压应力-塑性应变曲线 (b )拉应力-非弹性应变曲线 (c )受拉损伤指标-开裂应变曲线图3:混凝土塑性硬化及损伤参数ABAQUS 的混凝土塑性损伤模型用两个硬化参数分别控制混凝土的拉压行为,同时可以分别引入受压和受拉损伤指标。

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ABAQUS中的钢筋混凝土剪力墙建模曲哲2006-5-29一、试验标定选用ABAQUS中的塑性损伤混凝土本构模型,分离式钢筋建模,建立平面应力模型模拟钢筋混凝土剪力墙的单调受力行为。

李宏男(2004)本可以提供比较理想的基准试验。

然而计算发现,该文中试验记录的初始刚度普遍偏小,仅为弹性分析结果的1/5~1/8,原因不明,故此处不予采用。

左晓宝(2001)研究了小剪跨比开缝墙的低周滞回性能,其中有一片整体墙作为对照试件,本文仅以这片墙为基准标定有限元模型。

图1:剪力墙尺寸与配筋该试件尺寸及配筋如图1所示。

墙全高750mm,宽800mm,厚75mm,墙内布有间距φ6@100的分布钢筋,墙两端设有暗柱。

混凝土立方体抗压强度为54.9MPa,钢筋均为一级光圆筋。

(a)墙体分区及网格(b)钢筋网图2:ABAQUS中的有限元模型剪力墙采用平面应力八节点全积分单元,墙上下两端各加设100mm高的弹性梁。

钢筋采用两节点梁单元,通过Embed方式内嵌于墙体内。

模型网格及外观如图2所示。

墙下弹性梁底面嵌固。

分析中,先在墙顶施加160kN均布轴压力,再在墙上方弹性梁的左端缓缓施加位移荷载。

ABAQUS中损伤模型各参数取值如表1、图3所示。

未说明的参数均使用ABAQUS默认值。

表1:有限元模型材料属性混凝土 钢筋 材料非线性模型 Damaged PlasticityPlasticity初始弹性模量(GPa )38.1 210 泊松比 0.2 0.3 膨胀角(deg ) 50 初始屈服应力(MPa ) 13 235 峰值压应力(MPa ) 44 峰值压应变(µε) 2000 峰值拉应力(MPa )3.65注:其中混凝土弹性模量为文献中提供的试验值,其余均为估计值。

(a )压应力-塑性应变曲线 (b )拉应力-非弹性应变曲线 (c )受拉损伤指标-开裂应变曲线图3:混凝土塑性硬化及损伤参数ABAQUS 的混凝土塑性损伤模型用两个硬化参数分别控制混凝土的拉压行为,同时可以分别引入受压和受拉损伤指标。

本文受压硬化曲线采用Saenz 曲线(式1),可用表1中列出的初始弹性模量、峰值应力和峰值应变唯一确定。

受拉软化曲线采用Gopalaratnam 和Shah (1985)曲线(式2),并采取江见鲸建议参数k =63,λ=1.01,如图3(b )所示。

本文模型只定义受拉损伤指标,损伤指标随开裂应变的变化如图3(c )所示,当开裂应变小于0.0014时,损伤指标线性增大,开裂应变超过0.0014后,损伤指标保持固定值0.6。

020000012cc c c E E εσεεεσεε=⎛⎞⎛⎞⎛⎞+−+⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠(1)e k t tf λωσ−=(2)图4比较了采用4节点单元和8节点单元得到的剪力墙荷载-位移曲线,并同时画出了文献中提供的荷载-位移骨架线。

可见8节点单元模型的计算结果较4节点单元模型更加平滑顺畅,下降段也比较稳定。

二者在达到峰值之前差别不大,但软化行为则相差较多。

这可能与基于开裂应变定义的损伤指标引入的网格依赖性有关,本文对此不做深入讨论。

与试验曲线相比,有限元分析得到的荷载-位移曲线初始刚度略大,且墙底开裂(图中1点)时刚度退化不如试验中显著,导致之后的分析结果位移偏小。

受拉侧钢筋屈服后计算得到的刚度与试验曲线比较接近,不久主斜裂缝的出现使墙的承载力进入软化段,被主要裂缝穿过的钢筋均进行屈服段。

软化过程中墙体形成了新的主斜裂缝并最终沿这条主斜裂缝破坏。

图5、6分别展示了剪力墙在受力全过程中关键点处的混凝土主拉应变和钢筋大主应力。

与试验曲线相比,计算结果刚度偏差较大,承载力基本一致。

图4:荷载-位移曲线之比较图5:混凝土主拉应变图6:钢筋大主应力二、参数讨论分析中存在两类参数。

一类是有限元模型中难以从试验直接得到的参数,比如混凝土的损伤行为等,这类参数的不确定性直接影响了有限元分析结果的可靠性,也正是因为有限元模型中经常存在这类参数,利用有限元分析的结果时才需要比较慎重,并要求设计人员具有丰富的工程经验与扎实的力学概念;另一类是试件本身的参数,比如剪跨比等。

关于这类参数的讨论有助于了解问题的机理。

现有的各种用于有限元分析的混凝土本构在模拟剪切行为时都不理想。

本文使用的ABAQUS 自带的塑性损伤混凝土本构也存在类似的问题。

下面首先讨论对上文有限元模型中的模型参数,然后再选用一套标准参数讨论剪力墙试验的试验参数。

从上文结果可以看出,4节点单元的计算结果与8节点相差不多,但可以大量节省计算成本。

故这里采用4节点单元模型进行模型参数的讨论。

(1)模型参数:以上述模型为基准,调整混凝土膨胀角、钢筋弹性模量、混凝土拉压损伤以及混凝土受拉软化曲线等参数,分析结果如图7-图11所示。

膨胀角定义混凝土的塑性流动势面在主应力空间中开口的大小,在剪切受力状态下,它严重影响体积应变的发展。

膨胀角越大,剪胀现象越严重。

从图7中可以看出,随着膨胀角从45度增加到55度,剪力墙的抗剪能力显著增强。

由于试验中总是或多或少的存在钢筋与混凝土之间界面的粘结滑移而模型中没有反映这一点,所以常有人采用折减钢筋弹性模量的方法隐式的考虑钢筋滑移的影响。

从图8可以看出,当把钢筋弹模折减为原来的一半时,剪力墙的开裂后的刚度有轻微的下降。

图9、10分别展示了混凝土的拉、压损伤指标的不同定义对剪力墙行为的影响。

图9中,less damage 曲线代表受拉损伤指标最大为0.2的模型的计算结果,more damage 曲线则代表受拉最大损伤指标为0.8的模型计算结果。

各模型中的混凝土均在开裂应变达到0.0014时达到最大损伤指标。

图9显示,受拉损伤对剪力墙的行为影响不大。

有趣的是,less damage 曲线反而比标准模型的曲线更低。

原因不详。

图10显示受压损伤对剪力墙的行为也有一定的影响,特别是当剪力墙进行承载力软化阶段以后。

混凝土的受拉软化行为对剪力墙的行为有重要的影响。

图10图例中的k 即为式(2)中控制受拉软化曲线形状的参数,k 越小,混凝土拉应力随裂缝宽度增大而减小得越慢。

由图10可见,当受拉软化较慢时,剪力墙的承载能力将得到显著提高。

由以分析可见,有限元材料本构模型中有许多难以标定的参数都可能严重影响分析结果,所以在利用有限元分析结果时应该格外谨慎。

(2)试验参数剪力墙的受力形态受高宽比(剪跨比)的影响很大。

采用与上文中矮墙完全相同的材模型,保持暗柱配筋率和墙身纵横配筋率,保持轴压比,而把墙高从750mm 改变到1600mm ,即把剪跨比从不足14所示。

图13:高墙混凝土主拉应变图14:高墙钢筋大主应力图12比较了高墙(高宽比2.0)和矮墙(高宽比0.94)在静力推覆作用下的荷载-位移曲线。

高墙承载力较低,延性较好。

从图13中可以看出,高墙的破坏形态与矮墙完全不同。

矮墙的最终破坏由主斜裂缝的滑移控制,属于剪切破坏;而高墙则发生弯曲破坏。

下面分别讨论轴压比、分布配筋率和约束构件配筋率对矮墙受力性能的影响。

(a )轴压比图15(a )比较了不同轴压比下矮墙的荷载-位移曲线。

明显的趋势是,随着轴压比的增高,墙的抗剪承载力提高,延性下降。

图15(b )和(c )对比了不同轴压比下破坏主斜裂缝的角度。

当轴压比较高时,主斜裂缝倾角明显增大,这符合经验。

(b )低轴压比墙斜裂缝 (c )高轴压比墙斜裂缝图15:轴压比对剪力墙的影响(b )分布筋配筋率墙内分布钢筋可以有效抑制斜裂缝的发展,提高墙的抗剪承载力。

图16显示了这一变化。

随着分布钢筋配筋率的增大,墙的承载力显著提高,延性也有增强。

并且当分布筋配筋率较高时,墙的破坏模式也发生了变化。

图17显示了较高配筋率墙体的破坏过程。

对于分布筋配筋率较高的墙体,墙身剪切斜裂缝得到有效抑制。

随着墙体侧称的不断增大,墙根部裂缝得不到边缘约束构件中纵筋的有效约束(边缘纵筋已屈服),此处裂缝不断张开并横向扩展,最终墙底部被整体剪坏。

图17:高分布配筋率墙体的主拉应变发展过程(c )暗柱配筋率如图18所示,增大边缘约束构件的配筋率,可以增大墙的抗侧刚度,但这方面的效果不明显。

配筋较多的边缘约束构件反而降低了墙的抗剪承载力,但延性有所改善。

同时,高配筋的边缘约束构件增大了墙整体的纵向配筋率,从而增大了矮墙斜裂缝的倾角。

b )弱边缘约束墙斜裂缝 (c )强边缘约束墙斜裂缝图18:边缘约束构件对剪力墙的影响参考文献ABAQUS (2003). ABAQUS Analysis User ’s Manual. US: ABAQUS, Inc.李宏男,李兵 (2004). “钢筋混凝土剪力墙抗震恢复力模型及试验研究.” 建筑结构学报 25, no. 5: 35-42.江见鲸,陆新征,叶列平(2005). “混凝土结构有限元分析”.清华大学出版社,北京 左晓宝, 戴自强,李砚波(2001). “改善高强混凝土剪力墙抗震性能的试验研究.” 工业建筑 31, no. 6: 37-39.。

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