鋼筋混凝土梁受彎性能尺寸效應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、混凝土是一種準(zhǔn)脆性材料，大量實(shí)驗(yàn)表明:素混凝土的抗壓、抗拉強(qiáng)度等材料力學(xué)性能具有明顯的尺寸效應(yīng)，其強(qiáng)度隨著試件尺寸的增大而降低。對(duì)于發(fā)生脆性的剪切破壞的鋼筋混凝土無腹筋梁而言，其破壞時(shí)的名義剪應(yīng)力（即抗剪強(qiáng)度）也具有明顯的尺寸效應(yīng)，即隨著截面的增高，抗剪強(qiáng)度降低;對(duì)于發(fā)生彎曲破壞的鋼筋混凝土梁而言，一般認(rèn)為構(gòu)件的名義抗彎承載力不存在尺寸效應(yīng)，但相應(yīng)的彎曲變形能力是否具有尺寸效應(yīng)，目前結(jié)論還不統(tǒng)一。
　　在以彎曲變形為主的鋼筋混凝土

2、梁構(gòu)件中，受壓區(qū)混凝土的受力狀態(tài)接近于單軸受壓狀態(tài)。單軸受壓試驗(yàn)表明，混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨著尺寸的不同表現(xiàn)出一定的差異性，尤其是峰值后的軟化段。因此合理描述不同尺寸混凝土峰值后的軟化段曲線是研究受彎構(gòu)件彎曲性能及其尺寸效應(yīng)的最主要問題。
　　本文首先介紹如何采用重疊裂縫模型解釋單軸抗壓試驗(yàn)中不同尺寸構(gòu)件峰值后軟化段不同的問題，并根據(jù)重疊裂縫模型推導(dǎo)出含有結(jié)構(gòu)尺寸變量的混凝土峰值后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。然后利用有限元軟件ABAQUS

3、對(duì)國內(nèi)一組鋼筋混凝土梁的彎曲試驗(yàn)進(jìn)行非線性分析，以驗(yàn)證有限元模型的正確性，并將梁的高度擴(kuò)大至500～3000mm范圍，變換截面高度、混凝土強(qiáng)度、縱筋配筋率進(jìn)行建模，通過數(shù)值計(jì)算，分析了隨著截面高度的增大，各個(gè)因素對(duì)于鋼筋混凝土梁的名義受彎承載力及延性的影響。最后再采用截面分層法對(duì)受彎構(gòu)件的彎曲性能及延性進(jìn)行簡化分析。
　　研究表明:隨著梁截面增高，鋼筋混凝土梁的延性逐漸降低;混凝土強(qiáng)度由30MPa提高到50MPa，鋼筋混凝土梁的延