面向纤维单元的钢筋混凝土材料滞回本构模型开发
2021-06-24刘军赵晶王德斌张吉松
大连交通大学学报 2021年3期
刘军,赵晶, 王德斌, 张吉松
(大连交通大学 土木工程学院,辽宁 大连 116028)*
当前,大量复杂的钢筋混凝土结构修建在地震活动特别是“大震”频发的高烈度区.因此,保证复杂结构具有良好的抗震性能是工程抗震领域研究的重点问题.为此,近些年基于性能的抗震设计方法[1]得到了发展.该方法需要对工程结构进行非线性的弹塑性分析.此外,对既有结构进行抗震性能评估和抗震加固设计同样需要以其地震非线性响应作为依据.在众多的地震非线性分析模型中,纤维模型由于能适用于任何截面形式的构件能够直接考虑轴力和弯矩的耦合作用,可模拟不同类型钢筋和混凝土材料,只需要其单轴本构关系、兼顾计算精度和计算效率两方面考虑等优点,得到了广泛应用[2].因此,开发面向纤维单元的钢筋和混凝土材料滞回本构模型具有实际工程意义.
本文在考虑骨架曲线、滞回规则、损伤特性、箍筋约束效应及压-拉转换的刚度退化特性的基础上,建立混凝土和钢筋单轴滞回本构模型.利用FORTRAN语言开发本构模型的隐式算法子程序.以NSCP(Nonlinear Seismic Calculation Program)程序为平台,通过材料子程序接口,实现所开发的材料模型与主程序间的数据传递.在材料及结构层次上分别进行数值模拟,其结果与试验结果进行对比,验证本文所建立的材料模型和开发的子程序在工程结构地震非线性分析方面具有适用性和有效性.
1 混凝土滞回本构模型
1.1 骨架曲线
(1)压缩骨架……
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