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在结构工程与建筑专业之间
继续存在着
技术共识的空白
……
致使
建筑空间形式和技术思路之间
整个关系不协调
……

林同炎
结构概念与体系(序)》

                 
  预应力钢筋混凝土柱低周往复侧推试验的数值模拟(基于ABAQUS内嵌的fiber model)
 
                 
    以平截面假定为基础的Fiber model(纤维模型)是实现梁单元截面配筋的有效方式,在工程应用中也很有价值。在ABAQUS中可以通过*rebar关键字在梁单元(或其它单元)中定义钢筋。本例采用这一方式,结合ABAQUS自带的混凝土与钢筋本构模型,通过与实验数据对比,验证ABAQUS内嵌的fiber model的 有效性。
    对比实验的加载情况如右图所示,柱顶加载点距柱底1350mm,柱截面为边长300mm的正方形,C40级混凝土浇筑,实测轴压强度29.9MPa,配4根HRB400级直径16mm钢筋和4根直径12.7mm预应力钢绞线。钢筋实测屈服强度为421MPa,钢绞线实测屈服强度为1832MPa。钢筋布置在柱截面四角,保护层厚度为35mm;钢绞线布置在截面中心的四周,在加载方向上距截面中心的距离为100mm。
 
    实验时,首先将预应力钢绞线拉至其应力达到738MPa,然后在柱顶施加516kN轴压力,再按下图所示的加载制度按位移控制加载,直至试验水平承载力降至峰值的80%。在下图所示的加载制度中每一次加载循环侧推位移增大6mm。    
    在ABAQUS有限元模型中,混凝土本构采用ABAQUS自带的Concrete smeared crack模型,钢筋采用von Mises模型,理想弹塑性。采用梁单元B21,全柱分为10个单元。加载时,预应力采用温度应力的形式施加到预应力钢绞线上,轴压力采用力控制加载,侧推力采用位移控制加载。
    右下图将计算得到的柱滞回曲线与实验结果进行了比较,可以发现二者之间两个明显的区别。一是计算得到的骨架线在屈服后没有强度退化;二是计算曲线在卸载时没有刚度退化,这主要是因为Concrete smear crack模型不能考虑混凝土的损伤累积。
    以上计算可以说明ABAQUS中fiber model在处理构件受弯时的有效性.同时也说明,为了更好的模拟钢筋混凝土构件的滞回行为,还需要使用更加合理的混凝土本构模型。[返回]
 
   
侧向荷载的加载制度(位移控制)
柱的滞回曲线