钢筋混凝土结构梁—柱节点性能分析

论文摘要

尽管目前对钢筋混凝土框架梁柱节点的试验研究不少,规范为了保证节点的强度和延性也采取了相应的措施,但是通过有限元软件进行分析节点受力性能并不多。本文遵循从简单到复杂的原则,对钢筋混凝土梁和钢筋混凝土框架梁柱节点进行非线性有限元分析。讨论了用有限元对梁柱节点进行分析研究的方法,并对梁柱节点受力性能进行了分析研究。本文简要介绍了钢筋混凝土结构的特点、研究现状和发展趋势、梁柱节点受力性能研究的意义及其国内外研究进展。本文首先从理论方面阐述了钢筋混凝土结构的一些非线性特性,包括钢筋和混凝土材料的应力-应变关系,钢筋和混凝土的材料非线性问题等;其次探讨了钢筋非线性有限元模型、混凝土非线性有限元模型;最后通过有限元程序ABAQUS成功地对钢筋混凝土单根梁和钢筋混凝土框架梁柱节点进行了模拟。论文中钢筋采用理想弹塑性模型,混凝土采用损伤塑性模型,采用分离式建模,建立钢筋混凝土悬臂梁模型和钢筋混凝土框架梁柱节点模型进行弹塑性分析,首先通过悬臂梁的分析验证了ABAQUS分析钢筋混凝土结构的可靠性。然后对钢筋混凝土框架梁柱节点进行弹塑性分析,讨论了轴压比和节点配箍特征值对节点受力性能的影响。最后讨论了在钢筋混凝土梁柱节点研究方面有待进一步解决的问题。该论文的研究结果对今后钢筋混凝土梁柱节点的设计和施工有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 钢筋混凝土结构的特点、研究现状及发展趋势
• 1.2 梁柱节点受力性能研究的意义
• 1.3 国内外研究梁柱节点的进展
• 1.4 本文的研究意义和任务
• 第2章 钢筋混凝土材料的特性
• 2.1 钢筋的力学性能
• 2.1.1 有明显屈服点钢筋
• 2.1.2 无明显屈服点钢筋
• 2.2 混凝土的力学性能
• 2.2.1 混凝土单轴受压应力—应变关系曲线
• 2.2.2 混凝土单轴受压应力应变关系的数学表达式
• 2.2.3 混凝土单轴受拉应力应变关系曲线
• 2.2.4 钢筋混凝土结构有限元分析的特殊问题
• 第3章 有限元简介及ABAQUS算例分析
• 3.1 有限元法简介
• 3.2 ABAQUS简介
• 3.3 ABAQUS中的混凝土本构模型
• 3.3.1 混凝土弥散开裂模型功能
• 3.3.2 混凝土开裂模型的功能
• 3.3.3 混凝土塑性损伤模型
• 3.4 RC悬臂梁计算分析
• 3.4.1 钢筋混凝土梁正截面受弯承载力计算基本假定
• 3.4.2 应力图形的简化
• 3.4.3 纵向钢筋应力
• 3.4.4 正截面受弯承载力计算
• 3.4.5 钢筋混凝土悬臂梁有限元模型
• 3.5 悬臂梁有限元计算结果分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 钢筋混凝土梁柱节点有限元分析
• 4.1 钢筋混凝土梁柱节点有限元模型的建立
• 4.1.1 模型设计
• 4.1.2 模型参数及配筋情况
• 4.1.3 模型建立
• 4.1.4 RC节点有限元模型
• 4.2 计算结果及分析
• 4.2.1 节点主应力图
• 4.2.2 节点拉伸损伤情况
• 4.2.3 轴压比对节点开裂的影响
• 4.2.4 配箍特征值对节点开裂的影响
• 4.2.5 轴压比对节点承载力的影响
• 4.2.6 轴压比对节点核心区应力分布的影响
• 4.2.7 节点水平箍筋对混凝土侧向膨胀的约束作用
• 4.2.8 节点箍筋对节点核心主压应变的影响
• 4.2.9 轴压比对节点延性的影响
• 4.2.10 节点配箍率对节点延性的影响
• 结论及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文