钢纤维混凝土结构非线性有限元分析方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第3期(总第257期)混凝土理论研究Number3in2011(TotalNo．257)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969／j．issn．1002—3550．2011．03．006钢纤维混凝土结构非线性有限元分析方法研究邱继生11(1．西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安710054；2．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：根据钢纤维混凝土结构的特点，对其非线性有限元分析方法进行了研究。分析中

2、重点解决各材料的本构关系的确定及钢纤维作用的有限元模拟方法两个问题。钢纤维的对结构的影响可以通过修正混凝土的本构关系、单元等效力筋法及整体等效力筋法来实现，其中单元等效力筋法可模拟钢纤维与混凝土问的黏结与滑移，但计算量大且程序不易收敛。此外，将有限元分析结果与已有的试验结果进行了比较，结果表明采用研究确定的有限元分析方法所得的混凝土及钢筋的应力分布、裂缝分布状况及荷载位移曲线与试验结果较接近，精度较高，可为钢纤维混凝土结构受力性能分析研究提供一定的参考。关键词：钢纤维混凝土；有限元分析；黏结滑移；等效力筋

3、法；荷载一位移响应中图分类号：TU528．572文献标志码：A文章编号：1O0"2～3550(2011)O3—00l7—04StudyonnonlinearfiniteelementanalysisofsteelfiberconcretestructureQnjJi-sheng2(1．SchoolofArchitectureandCivilEngineering，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710054，China2．SchoolofCivilEn

4、gineering，Xi’rdnUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Accordington1echaracteristiesofsteelfiberreinforcedconcretestructure．itsnon—linearfiniteelementmethodwerestudied．Analysisfocusedonsolvingtheconstitutiverelationofthematerials

5、andtheeffectofsteelfibertodeterminethefiniteelementsimulation．Theinfluenceofsteelfiberonthestructurecanbetakenintoaccountbymodifyingtheconstitutiverelationofconcrete，regardingsteelfiberasunitequivalentsteeloroverallequivalentsteel，Unitequivalentsteelmetho

6、dcadsimulatethebond—slipeffectbetweensteelfiberandconcrete，however，largecomputationandtheconvergenceprocessisnoteasy．Inaddition，thefiniteelementanalysisandexistingexperimentalresultswerecompared，theresultsshowthattheuseofthisfiniteelementanalysistodetermi

7、netheconcreteandsteelfromthestressdistribution，fracturedistributionandload—deflectioncurveswiththetestresultscloseto，whichcanprovidesomereferencefortheperformanceanalysisofsteelfiberreinforcedconcretestructure．Keywords：steelfiberconcrete；nonlinearfiniteel

8、ement．．nalysis；bond—slip；equivalentsteelmethod；load-deflectionresponse土的模型是不可能的，因此考虑钢纤维对混凝土性能的影响及0引言对裂缝的阻裂作用，建立适宜的钢纤维混凝土精细化有限元分在混凝土中添加钢纤维可以明显提高混凝土的抗拉强度、析模型，既能反映钢纤维的作用又兼顾计算成本是解决本分析阻止裂纹出现和开展从而提高混凝土的承载力及延性和韧性，的关键难点。国内外