鋼筋混凝土結構非線性三維有限元分析.pdf

1、鋼筋混凝土學與有限元學科的發(fā)展水平已使人們有可能真實地模擬鋼筋混凝土的非線性行為.三維的鋼筋混凝土有限元非線性分析比二維的分析更貼近實際.發(fā)展和完善適用于三維鋼筋混凝土有限元非線性分析的技術已成為鋼筋混凝土非線性分析領域的重要課題.該文編制了三維鋼筋混凝土非線性有限元分析程序,對分析中所涉及到的本構關系、有限元模型、裂縫模型等進行了較全面的研究,對影響非線性分析的因素作了較詳細的分析,提出以下見解:(1)采用了鋼筋混凝土非線性彈性全量式

2、本構模型,經(jīng)過分析比較,謹慎地認為該模型對極限荷載影響不大,但對極限位移有較大影響.(2)采用了鋼筋混凝土有限元整體式模型,通過分析計算結果并與試驗結果比較,認為在三維有限元中,整體式模型運算速度快,計算簡單,算得的極限荷載比較準確.(3)采用了正交彌散裂縫模型來研究三維鋼筋混凝土的開裂,同離散裂縫模型相比,正交彌散裂縫模型簡單,可以實現(xiàn)計算的連續(xù)自動化,而且能夠很好地反映鋼筋混凝土的裂縫性態(tài).(4)對于受彎構件,在混凝土開裂以后,在剪

3、切項保留一個小值的剪切滯留因子,有利于計算的穩(wěn)定,而對計算的結果影響不大.(5)網(wǎng)格劃分越細,計算的結果越貼近實際,但這是以犧牲計算時間為代價的.通過分析網(wǎng)格細密性對計算結果的影響及高斯積分點數(shù)目對計算結果的影響,認為,采用高階數(shù)值積分可以在單元數(shù)目較少的情況下達到較高的精度,這為以后的三維有限元分析的數(shù)值積分階次的選擇提供了借鑒.(6)研究了有限元剛度計算的數(shù)值積分方法對非線性分析結果的影響.三維有限元非線性分析中,由于考慮了材料的極