论文钢筋混凝土受弯构件变形凝聚法分析是关于本文可作为钢筋混凝土方面的大学硕士与本科毕业论文钢筋混凝土垫块论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要：
传统钢筋混凝土非线性分析大多采用以连续介质力学为基础的非线性有限元方法,侧重数学模型的描述,难以体现开裂截面局部转角和塑性铰等宏观变形特征.从物理模型的观点出发,提出能够反映宏观变形特征的变形凝聚法.在一维弹性问题分析的基础上,提出钢筋混凝土受弯构件基于变形凝聚概念的三阶段分析方法,按平均裂缝间距划分单元,和物理模型相吻合,且计算效率高.编制程序对同济大学预应力研究所近期完成的高强钢筋混凝土受弯构件系列试验进行了模拟,试验结果和程序计算结果吻合良好,表明该新方法是合理可行的.
关键词：
钢筋混凝土受弯构件；变形凝聚法；宏观变形特征；物理模型；非线性分析
中图分类号：
TU313
文献标志码：A
文章编号：1674-4764（2014）05-0111-08
Analysis on Reinforced Concrete Flexural Members Using Deformation Condensation Method
Zhou Jianmin,Pan Xinghua,Chen Shuo,Zhang Fan
（School of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, P.R.China）
Abstract：
Traditional nonlinear analysis of RC structures usually adopts nonlinear FEM based on continuum mechanics, and it is hard to reflect macroscopic deformation characteristic, such as local rotation in crack sections and plastic hinge of failure stage. From the perspective of physical model, a new deformation condensation method is developed. The analysis of RC flexural members in the 1-D elastic problem involve three stages based on the concept of deformation condensation. RC flexural members were divided into several elements according to average crack spacing to get numerical model consistent with the physical model with higher computational efficiency tests of RC flexural members reinforced with high strength rebars conducted by Institute of Prestressed Structures in Tongji University, were simulated and the simulation results agreed well with the experimental data indicating that this novel method is applicable.
Key words：
RC flexural members； deformation condensation method； macroscopic deformation characteristic； physical model； nonlinear analysis
钢筋混凝土受弯构件在荷载作用下的受力过程是渐进的破坏过程,其力学行为由连续介质向非连续介质转化.带裂缝工作阶段,构件的弯曲变形主要集中在各裂缝局部区域,即开裂截面的局部转角；破坏阶段,构件的弯曲变形主要集中于主裂缝局部区域（塑性铰）.局部化变形或破坏机制源于混凝土材料的非均匀性.传统钢筋混凝土构件或结构非线性分析方法大多建立在以连续介质力学为基础的非线性有限元方法上[1-3].构成钢筋混凝土结构的有限元模型主要有3种方式：整体式、组合式和分离式.整体式模型把钢筋弥散于整个单元中,把单元视为连续介质材料；组合式模型以截面分层条带模型为代表,在构件分析中采用分段曲率积分法,结构分析中采用杆系有限元分析方法；分离式模型把结构离散为混凝土单元、钢筋单元和联结单元,进行二维平面或三维实体有限元分析.
传统有限元方法是连续介质力学的范畴,侧重数学模型的描述,单元之间用节点连接,认为结构的位移是连续的,变形则分布在单元内部,某种程度上忽视了混凝土结构的宏观变形特征,在反映开裂截面的集中转角和裂缝间距等概念上是有很大困难的.从宏观试验现象抽象出物理模型,推导弹性问题变形凝聚法（Deformation Condensation Method,DCM）分析的原理,进而对钢筋混凝土受弯构件的非线性分析作一些尝试和探索.
需要说明的是,变形凝聚法在弹性问题分析中的力学概念和刚体弹簧模型是相似的,但基本原理推导途径不同.刚体弹簧模型（Rigid Body Spring Model,RB ）最早由日本东京大学Kawai教授在1976年提出[4].在刚体弹簧模型的研究和应用方面,国内外一些学者也做了不少工作.Kawai等[5-6]进行了平面问题和结构的地震响应分析.Hamadi等[8]将RB 用于分析预制预应力混凝土梁的受力性能.钱令希等[8-10]从数学的角度出发给出了刚体弹簧模型的数学基础和有限元列式,证明了其解的存在及唯一性,并据此编制了静力分析、热应力分析及安定性分析程序,取得了较好的计算结果.张建海等[11]采用刚体弹簧元分析边坡、坝基、坝肩等结构物在地震波作用下的动力稳定性.卓家寿等[12]从力学和数学两个角度阐明了刚体弹簧元法的机理,导出了界面应力的一般公式,根据哈密顿原理,推导了刚体弹簧元分析结构动力响应的计算公式.王怀亮等[13]把刚体弹簧元法应用于全级配混凝土本构行为研究,将混凝土细观上看成是由骨料、硬化水泥砂浆及其两者之间的粘结带组成的三相非均匀复合材料,通过数值模拟,研究全级配混凝土的破坏过程及其宏观力学响应特性.
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参考文献：
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