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高强混凝土框架节点的非线性有限元分析

作　者: 肖良丽
导　师: 刘翠兰
学　校: 甘肃工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 非线性分析高强混凝土节点反复荷载等效单轴应变正交异性模型延性滞回曲线
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 248次
引　用: 6次
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内容摘要

本文主要研究单调荷载和反复荷载下高强混凝土框架节点的非线性有限元分析。对高强混凝土本构关系采用等效单轴应变的增量正变异性模型，单调荷载下的高强混凝土采用清华大学过镇海教授和硕士研究生许锦锋给出的高强混凝土单向受压的应力应变关系，并做了部分修改；在反复荷载下采用了清华大学滕智明教授的考虑裂面效应的反复荷载应力应变关系，并做了局部修改。高强混凝土的破坏准则为Kupfer等给出的双轴应力状态下的强度包络线。单调荷载下钢筋的本构关系采用弹塑性模型，破坏条件为Mise准则；在反复荷载下钢筋的本构关系关系考虑了Baushinger效应同时做了适当的变化。在粘结滑移模型中引用了双弹簧粘结单元和斜压杆粘结单元；双弹簧粘结单元用Nilson提出的粘结—滑移关系，斜压杆粘结单元采用反复荷载下利用了清华大学滕智明教授和李进提出的考虑粘结退化的反复荷载下的粘结—滑移关系。当单元的应力、应变点位于本构关系曲线下降段时，采用人为加大刚度的办法，解决了负刚度带来的病态矩阵问题。最后，编制了高强混凝土单元为三角形单元、钢筋为杆单元、粘结单元为双弹簧单元和斜压杆单元的二维非线性有限元程序。在试验的基础上对四榀高强混凝土框架边节点试件进行了电算和试验的对比分析。其中包括在单调荷载下对高强混凝土本构关系模型建立的探讨；在探讨的基础上选择最佳的模型用于反复荷载下电算，绘制了试件在反复荷载下的滞回曲线，研究框架节点的延性性能。结果表明，试验结果与实测结果符合较好。

全文目录

1 绪论  5-10
  1．1 高强混凝土发展应用现状  5
  1．2 问题的提出  5-6
  1．3 关于国内外节点试验研究简述  6
  1．4 钢筋混凝土梁——柱节点的有限元分析研究概况  6-9
  1．5 论文的主要工作  9-10
2 高强混凝土的本构关系和破坏准则  10-26
  2．1 高强混凝土分析模型  10
  2．2 高强混凝土破坏准则  10-12
  2．3 高强混凝土的本构关系  12-22
  2．4 等效单轴应变的求法  22-24
  2．5 高强混凝土开裂和破坏后的处理  24-26
3 钢筋的本构关系和破坏准则  26-29
  3．1 单调荷载下的钢筋的本构关系和破坏准则  26
  3．2 反复荷载下的钢筋的本构关系和破坏准则  26-28
  3．3 钢筋屈服后的处理  28-29
4 钢筋和高强混凝土粘结滑移模式和破坏准则  29-35
  4．1 双弹簧单元和破坏准则  29-30
  4．2 斜压杆单元和破坏准则  30-32
  4．3 斜压杆单元反复荷载下的粘结——滑移关系和粘结破坏后的处理  32-35
5 试验概况  35-39
  5．1 试件材料  36-37
  5．2 试验方案  37
  5．3 破坏形态  37-39
6 非线性有限元分析模型及单元类型  39-46
  6．1 钢筋混凝土有限元的模型  39
  6．2 单元的类型  39-46
7 非线性有限元分析及程序设计  46-52
  7．1 常用的非线性方程组解法  46-47
  7．2 非线性有限元的分析步骤  47-48
  7．3 程序的特点  48
  7．4 等效结点荷载的计算  48-50
  7．5 程序框图  50-52
8 试验概况和结果分析  52-63
  8．1 单调荷载下的高强混凝土本构关系模型的对比分析  52-55
  8．2 反复荷载下的框架节点基本性能的对比分析  55-63
9 结论与展望  63-65
  9．1 结论  63-64
  9．2 展望  64-65
参考文献  65-67
致谢  67-68
发表论文  68

高强混凝土框架节点的非线性有限元分析

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