钢筋混凝土梁动态试验与数值模拟

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1、振动与冲击第34卷第6期JOUＲNALOFVIBＲATIONANDSHOCKVol．34No．62015钢筋混凝土梁动态试验与数值模拟12李敏，李宏男(1．大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁大连116023;2．大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116024)摘要:试验研究、数值模拟地震作用范围内加载速率对钢筋混凝土梁影响。试验研究混凝土强度、钢筋强度、剪跨比、加载速率及加载模式等对钢筋混凝土梁力学及变形性能影响;基于ABAQUS有限元软件建立钢筋混凝土梁计算模型，考虑钢筋、混凝土的率敏感性，

2、对梁试件在不同工况下动态性能进行数值模拟;模拟结果与试验结果吻合较好。关键词:加载速率;钢筋混凝土梁;地震作用;试验研究;数值模拟中图分类号:TU375文献标志码:ADOI:10．13465/j．cnki．jvs．2015．06．021Dynamictestsandnumericalsimulationofreinforcedconcretebeams12LIMin，LIHong-nan(1．SchoolofMarineandCivilEngineering，DalianOceanUniversity，Dalian116023，China;2．FacultyofinfrastructureEn

3、gineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract:Theeffectsofloadingratethatmightbeexperiencedduringearthquakesonreinforcedconcretebeamswereexperimentallyandnumericallystudiedhere．Firstly，theeffectsofloadingrateonmechanicalpropertiesanddeformationofreinforcedconcretebeamswereexperi

4、mentallystudiedwiththevariationofseveralparametersincludingconcretestrength，steelstrength，shearspanratio，loadingrateandloadingmode．Then，basedonthefiniteelementsoftwareABAQUS，consideringthestrainratesensitivityofconcreteandsteel，thedynamicperformancesofreinforcedconcretebeamsunderdifferentloadingcond

5、itionsweresimulated，andthesimulationresultsagreedwellwiththetestones．Keywords:loadingrate;reinforcedconcretebeam;seismicloading;experimentalstudy;numericalsimulation钢筋混凝土材料在冲击、爆炸荷载下的应变率效用设备及试件有关，因此，加载速率对钢筋混凝土构件·应(应变率范围ε≥1/s)已被广泛接受，并在国防工程影响尚未形成统一认识。除试验研究外，有限元数值［1－2］;但其在地震作用下的应变［6－9］设计规范中有所体现分析也是有效方法之

6、一。Pankaj等用有限元软件－5·率效应(应变率范围10/s≤ε≤0．1/s)尚未引起关对钢筋混凝土构件、结构的动力响应进行数值模拟。注，在建筑抗震设计规范中未涉及材料应变率效应。Shimazaki［10］用三单元Maxwell模型模拟混凝土、钢筋，研究表明，钢筋、混凝土在地震应变率下会呈现与静荷对剪力墙进行考虑材料应变率效应的分析表明，该模载作用时不同的力学及变形行为。因此，钢筋、混凝土型可较好模拟剪力墙的动态行为。构件的力学、变形性能与加载速率有关。然而，地震作本文试验研究、数值模拟加载速率对钢筋混凝土用范围内加载速率对钢筋混凝土构件影响研究尚少。梁的影响。考虑混凝土强度、钢筋强度、剪跨

7、比及加载［3－4］Bertero等试验研究加载速率对钢筋混凝土构件影模式等参数，试验研究加载速率对钢筋混凝土梁力学及［5］响。Fu等对1990年前加载速率对钢筋混凝土构件变形性能影响;并基于ABAQUS有限元软件建立钢筋混及结构影响成果进行总结。由于试验现象及结果与所凝土梁计算模型，考虑钢筋、混凝土的率敏感性对梁试件在不同工况下的动态性能进行有限元数值模拟。基金项目:国家自然科学基金重大研究计划重