混凝土直接剪切试验的非线性有限元分析

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1、四川建筑科学研究第37卷第3期8SichuanBuildingScience2011年6月混凝土直接剪切试验的非线性有限元分析李翠，车轶，仲伟秋(大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116024)摘要：在一组钢筋混凝土z型试件直接剪切试验的基础上，采用有限元通用程序DIANA，对其受力过程和破坏机理进行模拟分析，并与试验结果进行对比，验证了弥散裂缝模型也适用于破坏时只有少量主要裂缝的情况，并对基于弥散裂缝概念的旋转裂缝模型、固定裂缝模型和多方向固定裂缝模型进行比较，给出了剪切荷载作用下混凝土开裂模

2、型的选取建议，可供类似的钢筋混凝土有限元分析参考。关键词：DIANA；Z型试件；裂缝模型；有限元分析中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)O3—008—03Nonlinearfiniteelementanalysisofreinforcedconcretedirect．sheartestsLICui．CHEYi．ZH0NGWeiqiu(FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnolog

3、y，Dalian116024，China)Abstract：Agroupof⋯Z’typepush—ofspecimenshavebeencarriedoutaresimulatedbyusingthefiniteelementanalysissoftwareDIANAinthisarticle．Theanalysisfocusesonthesheartransferandfailuremechanismofthespecimens．Thesimulationresultsarecompared

4、withtheexperimentones，whichverifythatthesmearedcrackmodelalsoapplytothestudyoftheproblemsinvolvingtheprogressionofthefewcracks．Simultaneouslythecomparativeanalysisamongtherotatingcrackmodel，fixedcrackmodelandmulti-directionalfixedcrackmodelisdone，and

5、somesuggestionsaboutchoosingthecrackmodelofthereinforcedconcreteundertheshearloadaregiven，hopingbehelpfulforthescholarsinthisfield．Keywords：DIANA；Z’typepush-ofspecimens；crackmodel；finiteelementanalysis对无腹筋梁剪切破坏进行分析，同样取得了较好的0前言结果4。。这表明，选择合适的开裂应力一应变关钢筋

6、混凝土非线性有限元法是对复杂钢筋混凝系，弥散裂缝模型同样适用于破坏时只有少量主要土结构进行应力分析的有效方法。混凝土开裂引起裂缝的情况。周围应力的突然变化和刚度降低是导致钢筋混凝土与无腹筋梁剪切破坏类似，直接剪切试验试件非线性的重要因素。在有限元分析中常用的裂缝处的破坏也是在剪切面形成一条主要的贯穿裂缝，使理方式有两种：分离裂缝模型和弥散裂缝模型。分得破坏前裂缝附近的位移场受到强烈扰动。为了考离裂缝模型在开裂位置设置界面单元描述裂缝形成察弥散裂缝模型是否适合这类问题的分析，本文利的非连续位移场，

7、需重新划分单元和节点，计算量用DIANA程序，分别采用3种不同的弥散裂缝模大⋯。弥散裂缝模型假定混凝土开裂后材料仍然型，即全应变旋转裂缝模型、全应变固定裂缝模型和是连续的，由裂缝引起的位移场的非连续性通过材多方向固定裂缝模型，对最近在大连理工大学完成料软化本构关系和修正单元刚度来实现，是一种应的非预裂试件直接剪切试验进行了分析。探讨用较广泛的裂缝处理方式。一般认为分离裂缝模型了采用弥散裂缝模型分析这类由一条或少量主要裂适用于素混凝土和破坏时形成少量主裂缝的情缝而导致破坏问题的可行性，并比较了旋转

8、裂缝模况-2J，弥散裂缝模型则适用于出现裂缝较多且分布型、固定裂缝模型和多方向固定裂缝模型的计算效相对均匀的钢筋混凝土结构。然而，Vecchio等采用果，本文的研究为采用非线性数值分析方法研究混基于弥散裂缝模型和修正压力场理论的有限元模型凝土剪力传递性能提供了新的途径。1弥散裂缝模型收稿日期：2010-03-22作者简介：李翠(1985一)，女，江苏徐州人，硕士研究生，主要从事DIANA程序中弥散裂缝模型主要有全应变裂混凝土非线性研究。基金项目：国家自然科学基金项目(50778034)缝模型和多