鋼筋混凝土等效材料的研究與應用.pdf

1、鋼筋混凝土材料是目前最主要的建筑材料，有限元方法對混凝土結構進行研究，著重于能夠更真實的描述結構的實際受力狀態(tài)，為此，需建立能適應特殊計算要求的單元和進行更精確的網(wǎng)格劃分。但是，目前對復雜的、大體積混凝土結構整體性質的描述，存在計算精度和計算效率的矛盾。由于鋼筋混凝土結構體積大、配筋復雜、有限元模型單元數(shù)目巨大，使得結構的計算時間很長甚至不能完成，在對結構進行非線性分析時這種矛盾尤其突出。本文利用復合材料細觀力學的等效彈性模量方法，推導

2、開裂前鋼筋混凝土的等效彈性模量；利用構件截面的彎矩-曲率曲線，推導開裂后構件截面的等效材料應力-應變關系。
　　本文研究鋼筋混凝土等效材料主要包括以下幾方面：
　　1)通過引入復合材料細觀力學的橋聯(lián)模型法，考慮鋼筋混凝土構件開裂前的等效性質。通過單向纖維增強復合材料的等效彈性模量表達式，建立鋼筋混凝土單、雙向配筋構件等效彈性模量和配筋率的關系，利用參考文獻[7]中的試驗數(shù)據(jù)建模分析，對得到的等效彈性模量進行驗證。
　　

3、2)鋼筋混凝土構件開裂后，復合材料細觀力學的適用條件不再滿足。因此，本文利用層模型方法編制構件截面的彎矩-曲率曲線程序，利用此彎矩-曲率曲線考察開裂狀態(tài)下構件截面的剛度退化情況，進而推導出用于構件全過程分析的等效材料應力-應變關系。利用ABAQUS軟件建模對幾種截面類型的等效材料模型和分離式模型進行了全過程分析，驗證此等效材料本構關系的適用性。
　　3)選取梧桐山立交高墩小半徑曲線梁橋E匝道第五聯(lián)為分析對象，利用上述等效方法，計算