ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型_张战廷.pdf

《ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型_张战廷.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷增刊建筑结构Vol．41S22011年8月BuildingStructureAug．2011ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型张战廷，刘宇锋(广东省建筑设计研究院，广州510010)［摘要］ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型用于模拟低围压情况下反复荷载作用时的混凝土力学行为，引入损伤因子，描述反复荷载作用下混凝土刚度的变化。主要介绍该模型的理论，同时结合《混凝土结构设计规范》中建议的混凝土单轴本构关系，给出各参数的确定方法。［关键词］混凝土;塑性损伤;刚度退化;ABAQUS中图分类号:TU313文献标识码:A文章编号:1002-848X(2011)S2

2、-0229-03ConcretedamagedplasticitymodelinABAQUSZhangZhanting，LiuYufeng(TheArchitecturalDesignandResearchInstituteofGuangdongProvince，Guangzhou510010，China)Abstract:TheconcretedamagedplasticitymodelinABAQUScanbeusedforsimulatingthebehaviorofconcreteunderlowconfiningpressures．Thedamage

3、variableisdefinedforsimulatingthestiffnessdegradationofconcreteundercyclicloading．Thetheoryofthemodelwasintroducedandawayusedtodeterminetheparametersofthemodelwasprovided，usingthestress-strainrelationsfromCodefordesignofconcretestructures．Keywords:concrete;plasticdamage;stiffnessdeg

4、radation;ABAQUS0前言≥0;F≤0。目前，复杂或超高层建筑越来越多，为了在设柯西应力(Cauchystress)通过损伤因子d(珚σ，珘εpl计中更准确地把握其结构特性，往往需要进行弹塑)和有效应力得到:性时程分析，分析中采用的材料模型对结果影响较σ=(1－d)珚σ(4)大。其中的混凝土材料，在拉压过程中，因塑性的1．2损伤与刚度退化积累、刚度的退化，性能变化极其复杂。混凝土塑如图1所示，单轴受拉时，在达到失效应力σt0性损伤模型引入损伤概念，能较好地描述混凝土在之前为线弹性，之后为软化阶段，同时伴随着刚度往复荷载作用下的力学行为，比较适合模拟地

5、震等的退化，描述为后续的破坏应力和开裂应变的关循环荷载作用下的材料性能。目前，该模型在混凝系。开裂应变为:珘εck=ε－εel，εel=σ/E，由图tt0t0tt0土结构的弹塑性时程分析中应用较多，基于此本文1所示有:将介绍ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型，并结dσ珘εplckttt=珘εt－(5)合《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)，给出(1－dt)E0各参数的确定方法。单轴压缩时，在达到初始屈服应力σc0之前为1混凝土的塑性损伤理论线弹性，之后为强化阶段，直到极限应力σcu，然后ABAQUS采用的塑性损伤模型是由Lubliner为软化阶段

6、。其中硬化数据由非弹性应(珘εin)变c等提出，并由Lee和Fenves进行了改进和发给出，而不是塑性应变。由图2有如下关系:珘εin=c［1，2］展，用于模拟混凝土、砂浆等准脆性材料在反复elelεc－ε0c，ε0c=σc/E0，如图2所示有:荷载作用下的力学行为。珘εplindcσc1．1本构关系c=珘εc－(6)(1－dc)E0该模型采用有效应力和硬化变量来描述:因此，受拉受压的应力-应变关系可分别表珚σ=Del:(ε－εpl)∈{珚σF(珚σ，珘εpl0)≤0}(1)示为:·～plpi·plplε=h(珚σ，珘ε)·ε(2)σt=(1－dt)E0(εt

7、－珘εt)(7)··G(珚σ)=(1－d)E(ε－珘εpl)(8)εpl=λ(3)σcc0cc珚σ···其中，λ和F应满足Kuhn-Tucker条件:λF≤0;λ作者简介:张战廷，硕士，Email:zting．zhang@qq．com。230建筑结构2011年图3单轴循环荷载作用下(拉伸-压缩-拉伸)应力-图1拉伸开裂应变(用于定义拉伸刚度)应变关系(默认刚度回复系数wt=1，wc=0)多轴受力情况与此相似。2模型参数的确定2．1采用的应力-应变关系确定该模型各个参数，需提供混凝土单轴应力-应变关系及加载卸载应力路径。本文采用《混凝土结构设计规范》(GB5

8、0010—2002)附录C建议的单轴本