论文题目: 有限元法在钢筋混凝土框架节点中的应用
论文类型: 硕士论文
论文专业: 工程力学
作者: 陈玺
导师: 武建华
关键词: 有限单元法,钢筋混凝土,本构模型,滞回曲线
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 有限单元法自诞生之日起就显示出了强大的生命力,尤其是随着近代电子计算机技术的飞速发展,使大型复杂结构的有限元计算成为可能。有限元法应用于土木工程中,特别是应用于钢筋混凝土这种性质比较离散的复杂材料上,为结构分析和设计都提供了极大的方便。但是对于复杂的反复加载条件下钢筋混凝土构件性质的模拟,仍有许多问题亟待解决。本文通过对现有软件的筛选,找出较为有效的有限元程序,对钢筋混凝土结构的实验结果进行模拟,并针对模拟结果中存在的不足之处提出改善的建议,为接下来的研究和新程序的编写提供参考。本文选择了较有代表性的混凝土框架节点低周反复加载试验作为模拟对象,分别用大型通用有限元程序ANSYS 和专门针对钢筋混凝土材料编写的有限元程序VecTor2 对其进行了模拟。作者将模拟结果与实验结果进行了对比,还对两个软件的功能结构与模拟效果进行了比较。VecTor2 程序的模拟结果显示,用有限元程序分析反复荷载作用下的钢筋混凝土结构是可行的,取得了较好的结果。虽然混凝土材料性质离散性很大,而且在反复荷载作用下的滞回性质更是复杂,但通过对钢筋、混凝土以及二者之间相互作用机理的正确描述,模拟结果是可以达到一定可信度的。ANSYS 用于简单静力加载情况模拟结果是成功的,但是由于ANSYS 对混凝土本构模型尤其是滞回模型的定义比较粗糙,无法得到满意的反复加载试验模拟结果。针对构件滞回曲线的模拟上存在的不足,建议考虑混凝土开裂前后性质变化的裂面效应。针对有限元软件对混凝土本构模型定义中存在的不足,在深入研究的基础上可采用混凝土损伤本构模型,从而提高模拟的准确性。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
目录
1 绪论
1.1 计算机技术的发展在土木工程中的应用
1.2 有限单元法在钢筋混凝土结构中的应用
1.3 本文的研究目的
2 钢筋混凝土有限元分析简介
2.1 混凝土强度准则模型
2.1.1 一参数强度准则模型
2.1.2 二参数强度准则模型
2.1.3 三参数强度准则模型
2.1.4 四参数强度准则模型
2.1.5 五参数强度准则模型
2.2 钢筋混凝土结构的有限元模型
2.2.1 分离式模型
2.2.2 组合式模型
2.2.3 整体式模型
2.3 钢筋混凝土的裂缝模拟和分析
2.4 主要有限元分析软件简介
2.4.1 ANSYS
2.4.2 ADINA
2.4.3 ALGOR
2.4.4 IDARC
2.4.5 VecT012
2.4.6 ABAQUS
3 VecTFor2分析模拟过程及分析结果与试验结果对比
3.1 节点实验简介
3.2 VecTFor2程序建模过程
3.2.1 模型选取
3.2.2 VecTFor2中参数的选择
3.2.3 分析模型的建立
3.3 J-1 试件分析结果与试验对比
3.3.1 裂缝的分布和发展
3.3.2 应力、应变分析
3.3.3 粘结滑移的发展和构件耗能性能
3.4 J-2 试件分析结果与试验对比
3.4.1 裂缝分析
3.4.2 应力分析
3.4.3 构件耗能性能和粘结滑移的发展
4 ANSYS 建模及分析
4.1 ANSYS 简介
4.1.1 ANSYS 非线性分析步骤
4.1.2 牛顿-拉普森选项
4.1.3 收敛准则
4.2 钢筋混凝土有限元分析在ANSYS 中的实现
4.2.1 ANSYS 中的混凝土破坏准则
4.2.2 ANSYS 中钢筋和混凝土本构关系的定义
4.2.3 SOLID65 单元
4.3 ANSYS 在钢筋混凝土构件反复加载分析中存在的问题
4.3.1 ANSYS 中的混凝土本构关系
4.3.2 ANSYS 中混凝土实体分析的收敛性
4.4 ANSYS 建模及分析
4.4.1 建模及参数选择
4.4.2 节点传力机理的分析
5 VecTFor2 与 ANSYS 分析效果对比
5.1 对本构关系的定义
5.2 对裂缝处理的方式
5.3 其他方面
5.4 改进意见
6 结论
致谢
参考文献
附录
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-11-07
参考文献
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