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型钢混凝土压弯构件受力性能数值模拟及影响参数分析
  • ISSN号:1000-1301
  • 期刊名称:《地震工程与工程振动》
  • 时间:0
  • 分类:P315.91[天文地球—地震学;天文地球—固体地球物理学;天文地球—地球物理学] TU37[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]中国地震局工程力学研究所,中国地震局地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨150080, [2]广东省建筑设计研究院,广东广州510000
  • 相关基金:国家科技支撑计划课题(2015BAK17802);国家自然科学基金项目(51678542);中国地震局创新团队发展计划资助项目
中文摘要:

准确地预测地震荷载作用下型钢混凝土压弯构件的受力性能,对评估带有该类构件的超高层建筑结构的震害程度和分析其地震安全性具有重要意义。因型钢混凝土压弯构件复杂的材料特性和受力行为,在反复荷载作用下其受力性能的数值模拟尚存欠缺。本文采用开源有限元结构分析软件Open Sees,基于柔度法纤维模型,将型钢混凝土压弯构件中的混凝土按受约束情况,划分为3部分:箍筋以外的无约束混凝土,受型钢翼缘约束的强约束混凝土,位于上述两者之间的弱约束混凝土,并确定了相应的钢和混凝土材料本构模型,给出了型钢混凝土压弯构件数值模拟方法。采用该方法对低周反复荷载作用下9个不同轴压比的型钢混凝土压弯试验构件进行了全过程有限元数值模拟。得到的数值模拟结果与试验结果吻合较好,表明本文所建立的型钢混凝土压弯构件的数值模拟模型和方法是合理、可行的,达到了精度和效率的统一,可进一步推广应用到带有该类构件的大型复杂超高层建筑结构的动力非线性分析中。采用本文模型和方法还分析了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级和含钢率等对构件骨架曲线的影响,结果表明这些参数均对型钢混凝土构件的刚度、强度和延性有不同程度的影响。

英文摘要:

Accurately predicting the bearing behavior of steel reinforced concrete (SRC) compression-bending members under seismic loads has important meaning to assess the degree of earthquake damage and analysis the seismic safety of super high-rise building structures with this kind of members. Due to the complicated material fea- ture and force behavior of steel reinforced concrete members, there is some lack of the bearing behavior numericalsimulation of SRC under cyclic loading. In this paper, using the finite element analysis software OpenSees, a nu- merical simulation method is developed based on the force-based fiber model. In this model, the concrete in the kind of member is divided into three parts: unconfined concrete, partially confined concrete and highly confined concrete. The hysteretic model of steel and concrete is defined. Nine SRC compression-bending members with dif- ferent axial load ratios, which are tested under low cyclic loading, are analyzed by this method. The numerical sim- ulation results agree well with the test results. It is shown that the numerical simulation model and method of steel reinforced concrete is reasonable and feasible, and achieve unity of the accuracy and efficiency. This method can be extended to use in nonlinear dynamic response analysis of super high-rise building structures with this kind of members. The influences of axial compression ratio, concrete strength grade, steel strength grade and steel ratio on the skeleton curves are also analyzed, which indicate that these parameters have different effects on the stiffness, strength and ductility of steel reinforced concrete members.

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期刊信息
  • 《地震工程与工程振动》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国地震局
  • 主办单位:中国地震局工程力学研究所 中国力学学会
  • 主编:谢礼立
  • 地址:哈尔滨市南岸区学府路29号
  • 邮编:150080
  • 邮箱:eeevc@iem.ac.cn
  • 电话:0451-86652429
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1301
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1157/P
  • 邮发代号:14-246
  • 获奖情况:
  • 1992、1996年分别获中国地震局、黑龙江省科委期刊...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17269