矩形钢管混凝土柱抗震性能有限元分析.pdf
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1、 1 5 6 四川建筑科学研究 第 3 9卷 平行 的直线上。 1 2混凝土应力一 应变关系模型 在确定矩形钢管混凝 土的核心混凝土应力一 应 变滞回关系骨架曲线时, 采用单向加载时的应力一 应 变关系曲线代替。 受拉区 昆 凝土的应力_ 应变关系按式 ( 1 ) 确定 : r 1 2 x一0 2 x 。 ( 1 ) i 1 ) 【 其中: S p Y D 式中o r 。 峰值拉应力, 即 。 : 0 2 6 ( 1 2 5 f o ) 门 占 峰值拉应力时的应变, 即 p=4 3 1 or p ( ) 受压 区混凝土的应力- 应变关系按式( 2 ) 确定 : r 2 x一 ( 1 ) i赤
2、1 ) 其 中: 戈= 、80 。: 【 1 + ( 一 0 0 1 3 5 + 0 1 ) ( = + 1 3 3 0 o ( 一 ) ( 。 = 1 3 0 0+1 2 ( ) 7 = 1 6 + 1 5 x = 1 3 5瓜 厂 0 1 1 3 5瓜( 一 2 ) ( 3 0 ) ( 3 0 ) 式中 约束效应系数; 混凝土圆柱体轴心抗压强度。 2 钢管混凝土柱的 A N S Y S分析 2 1 单元选择 本文主要研究钢管混凝土柱的滞回性能, 采用 B e a m 1 8 9单元 。 。B e a m 1 8 9单元可以自定义截面 尺寸和形状, 与此单元相联系的横截面允许使用多 种材料属
3、性, 这样就能够满足使用其来模拟钢管混 凝土。建立 5个与设计试件 相 同的截面存人 A N S Y S 截面库, 以备调用。 2 2 材料属性输入与建模 本文在采用 A N S Y S分 析过程 中, 对混凝 土单 元, 其破坏准则采用 Wi l la m Wa r n k e五参数准则, 5 个参数的确定主要反映在混凝土单元实参数的选取 上, 混凝土单元有 9 个实参数, 计算时输入其中5 个 参数, 其他参数采用默认值 J , 输入的5个实参数 为: 单轴向抗拉强度 ( ) 、 单轴 向抗压强度 ( ) 、 双 轴抗压强度 = 1 、 静水压力下双轴抗压强度 = 1 4 5 f o和静水
4、压力下单轴抗压强度 =1 7 2 5 f o 。 取张开滑移面的剪切强度缩减系数为 0 5 , 取闭合 滑移面的剪切强度缩减系数为0 9 。 根据试验设计建立几何模型, 调入新建立的横 截面, 进行网格划分, 完成建模工作。柱子划分完网 格以后的图形如图 2所示 。 图 2 几何建模及单元划分 Fi g 2 Ge o me t r y mo d e l a n d fi n i t e e l e m e n t d i s e r e t i z a t i o n 2 3 计算与结果分析 根据文献 5 有限元计算, 得到矩形钢管混凝 土框架柱顶部荷载一 位移滞 回曲线 , 分 别如图 3所
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