压弯剪扭作用下钢筋混凝土任意截面非线性分析

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1、第40卷第3期建筑技术开发Vo1．40，No．32013年3月BuildingTechniqueDevelopmentMar．2013压弯剪扭作用下钢筋混凝土任意截面非线性分析曹燕张宇鹏叶英华。刁波(1．国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心；2．北京市建筑工程研究院有限责任公司，北京100039；3．北京航空航天大学)[摘要]在参考国内外文献的基础上，概述了用于钢筋混凝土压弯剪扭复合作用下进行非线性分析的理论模型，并利用基于修正压力场理论的混凝土本构关系推导出混凝土截面切线刚度矩阵。此模型基于铁木辛柯梁理论，按截面的应力状态，将单元的控制截面划分为1D、2D和3D三种区域

2、。并将等参元理论和高斯积分计算方法引入混凝土截面切线刚度的计算中，从而建立了压弯剪扭作用下钢筋混凝土任意形状截面刚度的通用计算模型。【关键词]钢筋混凝土；压弯剪扭；任意截面；等参积分；非线性分析[中图分类号]TU375[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2013)03—0006—06NoNLINEARANALYSISOFARBITRARYCRoSS．SECTIONoFREINFORCEDCoNCRETEBEAMSUBJECTEDToCoMBINEDAXIAL，BENDING。SHEARANDToRSIoNLOADINGCaoYanZhangYu--pengYeYi

3、ng-huaDiaoBoBasedonthereferenceofpapersbothdomesticandabroad，thisarticlepresentsageneralexplanationofamodelforthenonlinearanalysisofreinforcedconcretewitharbitrarygeometrycross—sectionundercombinedloadingconditionsincludingaxialforce，biaxialbending，torsionandbiaxialshearforce．Thecross—secti

4、ontangent·stiffnessformulationisestablishedusingconstitutivematerialmodelofModifiedCompressionFieldTheory．TheproposedmodelisbasedontheTimoshenkobeamtheory．Accordingtostressconditionofthesections，theyaresubdividedintoregionswith1D、2Dand3D．ApplyingtheisoparametricelementtheoryandGaussintegral

5、themodelofnumericalanalysismethodsofarbitraryreinforcedconcretecross—sectionsundercombinedloadingconditionsisuniformed．[Keywords]reinforcedconcrete；combinedloadingconditions；arbitrarycross-section；isoparametricelement；nonlinear在建筑结构中，结构构件受扭的情况很多。只效应而忽略，现在随着薄壁、大跨、装配结构的广泛要荷载合力不通过截面的剪切中心，截面就会受

6、扭。采用，尤其是曲梁、扭曲结构和其他不规则结构型式但是单纯受扭的并不多，扭矩、弯矩、剪力和轴力往的采用，结构中的扭转作用比以往突出。对于扭转往共同作用。构件在压弯剪扭共同作用下处于非弹问题的研究，主要有以下几个阶段：弹性理论阶段、性的空间复杂受力状态¨。过去，扭转常被看成次弹塑性理论阶段、斜弯理论阶段、空间桁架模型阶段以及基于修正压力场理论的有限元分析阶段。其中，考虑构件受力后变形协调条件和材料非线性特收稿日期：2012—12—15作者简介：曹燕(1984．)，女，西安人，毕业于北京航空航天大学，硕士性的有限元分析，有助于了解构件在整个受荷状态研究生，助理研究员，从事专利审查

7、工作。下的内力和变形特性，对加深构件受荷后工作机理6第40卷曹燕，等：压弯剪扭作用下钢筋混凝土任意截面非线性分析第3期的认识，改进实验研究方法和设计方法均有一定W一。、分别表示沿、y、z轴的位移；0i、．、。意义。分别表示绕、y,z轴的转角。本文在已有的钢筋混凝土压弯构件截面非线性通过下式可将截面任意点的位移U=分析理论的基础上，结合国内外文献，提出了用于压【一1,ⅢW]与6个局部坐标节点位移结合起来：弯剪扭复合荷载作用下任意截面非线性分析的理论(，，z)=。(s)+·0(s)一·(s)模型。复合受力截