钢骨超高强混凝土短柱抗震性能数值模拟

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1、低温建筑技术2012年第6期(总第168期)钢骨超高强混凝土短柱抗震性能数值模拟郭宇【天津铁道职业技术学院。天津300240)【摘要】采用大型有限元通用软件ANSYS，对9根钢骨超高强混凝土短柱建立了有限元模型，进行了在低周反复荷载作用下的试验全过程非线性数值模拟。得出了不同配箍率，轴压比系数下结构的破坏特征，应力应变结果，裂缝情况及滞回曲线，并与试验值做对比，吻合较好。【关键词】钢骨超高强混凝土；抗震性能；数值模拟【中图分类号】TU375．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)06—0094—03NUMElUCALSⅡULATIoNONST

2、EELREINFoRCEDULTRAHIGH-STRENGTHCoNCRETESHORTCoLUMNSINSEISMICPERFoRM．ANCEGU0Yu(TianjinRailwayTechnicalandVocationalCollege，Tianjin300240，China)Abstract：Thispaperusedthelarge—scalegeneral—purposefiniteelementsoftwareANSYS，9pairsofsteelultra—high-strengthconcreteshortcolumnsfiniteelement

3、modelwasestablished，andthenon—lin—earnumericalsimulationoftheSRCcolumnunderlowcyclicloadingtestsofwasmodeled．Thedamagecharacteristics，thestress—strain，thecrackresults，thehysteresiscurveoftheSRCcolumnonconditionofdiferentstirrupreinforcementanddiferentaxialloadratiowereobtained．Compari

4、sonwiththeexper—imentalvalues，findcorrespondedwel1．Keywords：steelreinforcedultrahigh—strengthconcrete；seismicperformance；numericalsimulation随着现代建筑的发展，建筑物的高度、跨度不断增加，试验构件试件的系部及加载简图见图1。钢骨混凝土结构越来越受到人们的青睐，尤其是多地震国表2试件参数家。目前钢骨超高强混凝土的试验研究已在我国广泛开展，而用非线性有限元辅助实验，则可进行少量基本实验，确定参数，校核算法模型，进行内插或外推，得到

5、参数变化的影响，对减少实验数量，提高效率很有意义。本文使用大型有限元通用软件ANSYS对9根柱试件进行了非线性有限元模拟，对不同配箍率，轴压比系数下，超高强SRC短柱的抗震性能做了详细的分析研究。1试验简介表1钢筋及钢骨力学指标2有限元模拟过程本文采用ANSYS有限元软件对全部构件建立有限元模型，并通过加载计算，模拟全过程构件的受力特征。本批试件超高强混凝土采用ClO0；钢骨采用热轧工字根据ANSYS软件中自带单元的特性分析，选取Solid65钢I2；纵筋采用HRB335钢筋；箍筋采用HRtM00钢筋；钢筋单元模拟混凝土，选取Link8单元模拟钢筋，选取Solid

6、45单及钢骨实测性能见表1。每个试件的实测抗压强度见表2。元模拟型钢和试验加载垫。郭字：钢骨超高强混凝土短柱抗震性能数值模拟钢筋采用了BKIN双线性随动强化模型；型钢选用了MKIN4多折线性随动2强化4模型。42∞∞O∞∞∞∞o关于模型的建立，本文采用分离式模型，忽略了钢筋、型钢与混凝土之间的粘结滑移。建模时使钢筋与混凝土共用节点，型钢与混凝土共用节点。计算是关闭混凝土So1．id65单元的压碎选项，否则同时考虑开裂和压碎，计算很难收敛。数值模拟过程的加载制度采用位移控制循环。型钢图1试件的系部及加载简图与钢筋模型图见图2。在模拟过程中，混凝土材料各向异性，并受内

7、部微裂缝的开展影响，受力特性复杂。但根据已有的研究资料，可以假定混凝土的应力应变本构关系分为弹性变形阶段和非线4224∞4∞20性强化阶段组成。在使用ANSYS软件模拟中，对混凝土模∞∞o∞∞型的设置至关重要，本文选用了MISO多线性等向强化模型。对于型钢和钢筋两种材料为较理想的弹塑性模型，本文图2型钢与钢筋模型图ZZ至／，_，△／ramA／ram△，min_-src20-22-9542sre20-12-9524src20-30-60J蝴瑚0瑚枷∞∞0—8—4048—8—4∞O∞408∞∞Z寒．／r／△／mare20-22-51]一8—4048Z至定／5,．J’f

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