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、為了保證框架結構有足夠的延性,《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)要求框架柱的設計遵循“強柱弱梁”的原則。然而實際結構中,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構,是一個十分現(xiàn)實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)后果嚴重的脆性破壞。本文在試驗研究的前提下,利用ANSYS對混凝土框架柱塑性鉸區(qū)的抗剪性能

2、進行了非線性有限元分析。本文主要的研究內容有:
　　 1.結合前期鋼筋混凝土框架柱塑性鉸區(qū)抗剪承載力的試驗研究,建立了鋼筋混凝土框架柱的有限元模型,針對混凝土的特性,采用了SOLID65單元,鋼筋采用LINK8單元,分離式建模,破壞準則采用Willam-Warnke五參數(shù)破壞準則,混凝土的本構關系采用了多線性隨動強化模型(KINH),鋼筋的本構關系采用了雙線性隨動強化模型(BKIN)。為了避免上梁在水平方向的轉動,將上梁上端表面

3、的所有節(jié)點在豎直方向耦合,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上,對9個混凝土框架柱塑性鉸區(qū)進行了計算分析,得到了各個構件的骨架曲線、框架柱塑性鉸區(qū)各個工作階段的應力云圖和破壞時的裂縫分布圖。將以上計算結果與試驗結果進行對比,結果表明數(shù)值計算和試驗結果符合較好。說明了有限元模型建立的正確性以及有限元計算結果反映結構力學特性的通用性。
　　 3.在試驗研究的基礎上,利用已經校驗