基于性能设计方法的钢筋混凝土柱构件分析

基于性能设计方法的钢筋混凝土柱构件分析

第 4卷第 4 1期21 0 0年 8月

中南大学学报(然科学版 )自J u n l f e ta o t n v r i S i c n e h oo y o r a o n r l uh U ie s y( ce e dT c n lg ) C S t n a

V I 1 No 4 . 4 .

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基于性能设计方法的钢筋混凝土柱构件分析万海涛，韩小雷一，季静，

(.南理工大学土木与交通学院，广东广州，5 0 4; 1华 16 0 2 .华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州，5 0 4 ) 16 0摘要：采用软件 AB QUS对一批钢筋混凝土柱试验进行有限元模拟，模拟时对混凝土和钢筋的材料本构进行 A

设置，模拟结束后即可获取该批柱的荷载一移骨架曲线，并将试验结果和模拟结果进行对比。然后，采用软件位

A AQ B US模拟不同类型的钢筋混凝土框架柱，并获取该批柱的荷载一位移骨架曲线或弯矩一转角曲线。参考基于性能设计方法，将曲线按照不同因素进行分类，并由这些曲线得出柱的塑性转角限值。研究结果表明，有限元模拟可以较准确地模拟试验情况，柱的性能参数能为柱的性能评估提供定量参考指标。关键词：有限元模拟；钢筋混凝土柱；荷载一移骨架曲线；塑性转角限值 位

中图分类号：T 7 U3 5

文献标志码：A

文章编号：17— 2 72 1)4 1 8— 6 6 2 7 0 (0 00— 5 4 0

An l s so e n o c d c n r t o u nsb a y e fr i f r e o c e e c l m y pe f r a c - s d d sg e ho r o m n e ba e e i n m t dW AN it o, Ha.a HAN a .e J i g, Xi o 1i一， I n J

( . c o l f i iE gn eiga d rn p r t n S uhC ia ies yo e h oo y Gu n z o 6 0 C ia 1 S h o vl n ie r n a sot i, o t hn v ri f c n lg, a g h u5 4, hn; oC n T ao Un t T 1 02 S a eKe b r t r fS b r p c l i i g S in e S u h C i aUn v r i fT c n l g, . tt y La o ao y o u to ia l n

c e c, o t h n i e st o e h o o y Bu d y

Gun z o 1 6 0C ia a gh u5 4, hn ) 0

A sr c: h ot r AQ a sdt efr tef i l n i l ino r u f e fr e o ce b ta t T es f eAB US w s e p r m nt ee t mua o f go p o i o cd c n rt wa u o o h i e me s t a rn ec u n e t,t a e ilc olm tss he m tra onsi i o r t nd r i o c m e e e s tu n i tt veofc nc ee a enf r e ntw r e p i smul to ut ai n.The l d oa—diplce e s a m nt

s e eo u v so e c l m swe e o t i e f rt e c mp e in o e smu a in. s r s l n i lt n r s l k lt n c r e f h o u t n r b a n d a e o lt ft i lt t h o h o Te t e u t a d s s mu a i e u t o s

w r o ae . h n te s f r A US wa l sd t i l edf rn p so ifr e o ce a ee c mp rd T e, h o waeAB Q sas u e s t o o mu a i ee t y e f e o c d c n rt f me t f t rn elc l m s a d la— i l c me ts e eo u v s o me t r tt n c r e ft e c l m swe e o t i e . fr n e ou n, n o d d s a e n k lt n c r e rmo n - o ai u v s o o u p o h n r b a n d Re e e c d t h e f r a c— a e e i n m eh d h u v s wee c a sfe c o d n o d fe e t f co s Th ef r n e o t e p ro m n e b s d d sg t o,t e c r e r l s i d a c r i g t i r n a t r . e p r o ma c i f p r me e so ou a a t r fc l mnsic u i g t ep a tcr t t n l t r b an d fo t eC r e . er s lss o t a e f

i l d n lsi o ai i swee o ti e r m u s Th u t h w t h n t n h o mi h v e h t i e

e e e t i lt n c n a c r t l i lt et s i ai n Pe f r n e p r m ee sc n p o i eq a t a i er f r n e lm n mu a i a c u a ey smu ae t e tst to . ro ma c a a t r a r v d u n i t e e e c s o h u t vi nde ort ol xf c umn ro m a ee l to he pe f r nc vauai n. Ke o y w rds inie ee e tsmulto:f t lm n i ai n;r i o c o r t olm ns oa enf r ed c nc ee c u;l d-dipl c m e k l t u e; a tc r t to s a e nts e eon c r s pl si o ai n v lm is i t

钢筋混凝土框架结构是我国使用非常广泛的建筑结构类型，而在钢筋混凝土框架结构中，钢筋混凝土柱是特别重要的抗震构件，它作为竖向承重构件，承

荷载，一旦破坏就会危及整栋建筑的安全。国内外对钢筋混凝土柱进行了大量的研究 但研究者大多主卜，要关注构件承载力等因素[ 1,而对柱构件仍停留在 61 -】基于承载力的研究，并没有对柱本身的结构性能进行

载着整个结构的全部竖向荷载和由水平力引起的附加收稿日期：2 0一 2 o;修回日期：2 1- 5 1 0 9 l_ 1 0 0 0—7

基金项目：“一五”国家科技支撑计划项目(06 A 0 A1)南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究项目(08 A0, 09 A0)十 20 B J4 2;华 20 Z 820 Z 4通信作者：万海涛(9 9) 17一，男，西临川人，士研究生，江博从事结构抗震性能研究；电话：1196 17 008 134; - i w t1194@13 o 323 98, 2—7139 Ema: h10100 6 . m l c

基于性能设计方法的钢筋混凝土柱构件分析

第 4期

万海涛，等：基于性能设计方法的钢筋混凝土柱构件分析

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深入研究。本文作者采用基于性能设计方法，结合我

当 E<8≤s时(降段 ) 0。 u下，

国自身的地震水平等因素对不同破坏类型的柱构件进行性能分析，并

且对不同破坏类型的柱构件采用不同的性能参数，将传统的基于力的研究方法转化成基于构件性能的研究方法。

小]羞]式中：￡为峰值应变，一般取 0 0;为峰值应力， 0 .2 0 本模型选用棱柱体抗压强度，它来自于实测的试块强度；u E为极限压应变，取 00 38 .;分项系数’ 01。 0, . 取 5

试验的有限元模拟采用大型通用软件 A A US B Q[ 对 6根钢筋混

凝土柱试验结果[] 1进行有限元模拟，以验证有限元模 拟的正确性。 1试验试件尺寸和材料参数描述 . 1试件截面采用对称配筋，保护层厚度取 2 5 mm,

柱的尺寸(×宽×高) 2 0 m￣10m长为 5 m 5 m￣8 0 l, 0 T ml基础的尺寸(×宽×高)长均为 10 0mm￣5 0 mmX 0 0 4 0m 0 m。试件材料参数如表 1示。所表 1试验试件材料参数Ta e1 M a e i l r m e e soft s pe i e bl t ra a t r e ts c m n pa

F g 1 S r s— tan c r eo n r t n e n a i l i . t s sr i u v f o c e eu d r i x a e c u c mp e so o rsin

1 .混凝土单轴受拉应力一变关系 .2 2应 AB US模型中混凝土单轴受拉的应力一 AQ应变关系采用二折线，如图 2所示。其关系式如下：当 s≤时， c = C c 当 E<s≤E时， c t u:

() 3

f堡 l 1 tl一占c L r.

( 4 )

式中：注： 代表 4 0 MP 0 a细晶粒碳素钢筋；代表 HR 0 B4 0级

为混凝土初始弹性模量；为混凝土的抗拉

强度 (在缺乏试验数据的条件下，一般取抗压强度的

钢筋；圭代表 HR 3 B3 5级钢筋。

11) /0;s为对应于抗拉强度的开裂应变；s m为极限拉应变，本模型中取 0 1, .;为极限拉应力与抗拉强度 0

1 AB US建模中材料的本构关系 . 2 AQ 1 .混凝土单轴受压应力一变关系 .1 2应H g et o n s d表达式是目前描述混凝土单轴受压应 a

之比，本模 …… 此处隐藏：10239字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……