混凝土框架柱塑性鉸區(qū)抗剪性能非線性有限元分析.pdf

1、為了保證框架結(jié)構(gòu)有足夠的延性,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)要求框架柱的設(shè)計(jì)遵循“強(qiáng)柱弱梁”的原則。然而實(shí)際結(jié)構(gòu)中,完全避免框架柱中出現(xiàn)塑性鉸十分困難,允許框架柱端部出現(xiàn)塑性鉸,但又不能形成柱鉸型破壞機(jī)構(gòu),是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)而又未得以很好解決的課題,故深入研究框架柱塑性鉸區(qū)域的剪切性能十分必要,以保證柱端塑性鉸良好的變形性能,避免出現(xiàn)后果嚴(yán)重的脆性破壞。本文在試驗(yàn)研究的前提下,利用ANSYS對(duì)混凝土框架柱塑性鉸區(qū)的抗剪性能

2、進(jìn)行了非線性有限元分析。本文主要的研究內(nèi)容有:
　　 1.結(jié)合前期鋼筋混凝土框架柱塑性鉸區(qū)抗剪承載力的試驗(yàn)研究,建立了鋼筋混凝土框架柱的有限元模型,針對(duì)混凝土的特性,采用了SOLID65單元,鋼筋采用LINK8單元,分離式建模,破壞準(zhǔn)則采用Willam-Warnke五參數(shù)破壞準(zhǔn)則,混凝土的本構(gòu)關(guān)系采用了多線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型(KINH),鋼筋的本構(gòu)關(guān)系采用了雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型(BKIN)。為了避免上梁在水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng),將上梁上端表面

3、的所有節(jié)點(diǎn)在豎直方向耦合,以模擬柱橫截面平截面假定,從而保證塑性鉸出現(xiàn)在柱端。
　　 2.在有限元建模的基礎(chǔ)上,對(duì)9個(gè)混凝土框架柱塑性鉸區(qū)進(jìn)行了計(jì)算分析,得到了各個(gè)構(gòu)件的骨架曲線、框架柱塑性鉸區(qū)各個(gè)工作階段的應(yīng)力云圖和破壞時(shí)的裂縫分布圖。將以上計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果符合較好。說明了有限元模型建立的正確性以及有限元計(jì)算結(jié)果反映結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的通用性。
　　 3.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,利用已經(jīng)校驗(yàn)