考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析

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学兔兔www.xuetutu.com第28卷第3期建筑科学与工程学报Vo1．28NO．320l1年9月JournalofArchitectureandCivilEngineeringSept．2O11文章编号：16732049(2O11)03—007409考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析皓，李宏男(大连理工大学建设工程学部，辽宁大连1l6024)摘要：利用有限元软件ABAQUS对钢筋混凝土框架结构构件中混凝土应变率进行了分析，将梁、柱的弹塑性在应力一应变层次上进行模拟；研究了多维地震输入下应变率效应对钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应的影响以及同一地震波不同峰值加速度下钢筋混凝土弹塑性地震反应的应变率相关性，对比分析了考虑应变率与未考虑应变率下的弹塑性地震反应的差别。研究结果表明：框架柱的应变率明显大于框架梁，并且上部构件的应变率小于下部构件，构件跨中截面的应变率小于端部截面；考虑应变率效应时结构的位移反应、基底剪力和弯矩发生改变，峰值加速度较大的地震波作用下应变率效应更为显著，应变率效应对钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应存在一定的影响，尤其对强震下结构进行抗震分析时应适当予以考虑。关键词：钢筋混凝土框架结构；应变率效应；弹塑性地震反应；有限元模型中图分类号：TU311．3文献标志码：AElastic—plasticSeismicResponseAnalysisofReinforcedConcreteFrameStructurewithStrainRateEffectZHANGHao。IIHong—nan(FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，I．iaoning，China)Abstract：ThestrainratesofconcreteinreinforcedconcreteframestructuremembersWereanalyzedbyusingfiniteelementsoftwareABAQUS．Thebeamandcolumnelementnonlinearitywasmodeledinstress—strainrelationleve1．Elastic—plasticseismicresponsesofreinforcedconcreteframestructurewithstrainrateeffectundermulti—directionalexcitationwerestudied．Theseismicresponseswithstrainrateeffectswereanalyzedundersameseismicwaveanddifferentpeakaccelerations．TheresultswithstrainratewerecomparedwiththosewithoutstrainratetOstudythedifferenceintheelastic—plasticseismicresponse．Thestudyresultsshowthatthestrainratesinbeamelementsaresmallerthanthoseinthecolumnelements．ThestrainrateintheelementiSsmalleronupside，anditisalsosmallerinthesectionofthemid—span．Thedisplacementresponse，baseshearandmomentofstructurewerechangedwhenthestrainrateeffectsaretakenintoaccount．Thestrainrateeffectunderthestrongerseismicwaveismoreprominent．Theelastic—plasticseismicresponseofreinforcedconcreteframestructureisaffectedbythestrainrate．Thestrainrateeffectsshouldbeconsideredproperlvintheseismicanalysis收稿日期：2O110407基金项目：“十一五”国家科技支撑汁划重大项目(2006BAJ03A03)；国家自然科学基金重大研究计划项目(90815026)地震行业科研专项项目(200808074)；高等学校学科创新引智计划项目(B08014)作者简介：张皓(1983)，男，辽宁昌图人，工学博士研究生，E-mail：zhangha01983O710@yah。o．c。n1．cn。 学兔兔www.xuetutu.com第3期张皓，等：考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析75underintensegroundmotion．Keywords：reinforcedconcretesponse；finiteelementmodel基于四段式约束混凝土单轴受压应力一应变曲线和U5l吾混凝土动力试验结果，给出了一定范围应变率作用钢筋混凝土结构是目前工业及民用建筑中应用下约束混凝土动力损伤延迟参数的确定方法。最为广泛的一种结构形式。当其遭受到地震等动力虽然地震作用下应变率效应问题已经引起了研荷载作用时，它的材料性能与静力荷载作用下的性究者的重视，但目前在钢筋混凝土结构弹塑性时程能相比有着显著的不同，也就是材料的应变率效应。分析中考虑应变率效应的研究尚不多见。Shimaza—由于应变率效应的存在，钢筋和混凝土的动态力学ki等应用三单元Maxwell模型提出了一种钢筋行为，其中包括混凝土的抗压强度和抗拉强度、钢筋混凝土剪力墙结构考虑应变率效应的简化分析方的屈服强度和极限强度都将有一定的提高，而这一法。Nagataki等应用三单元Maxwell模型对钢变化将会影响到整体结构的动力性能，因此，应变率筋混凝土构件进行了分析，并考虑了应变率效应和效应的影响应予以重视。应力松弛。Fujimoto等一明提出了一种基于三单元关于应变率对钢筋和混凝土动态力学行为的影Maxwell模型的分析模型，并在考虑应变率效应的响，各国学者已经取得了一定的研究成果。林峰同时对框架结构的地震反应进行了分析。本文中分等[I研究了建筑钢筋在应变率为2～80S下的力别采用笔者提出的钢筋动态本构模型和混凝土弥散学行为，给出了以钢筋力学性能特征值为基础的建开裂本构模型，对钢筋混凝土框架结构进行了弹塑筑钢筋本构模型，结果表明，所提出的模型能够很好性时程分析，研究了应变率效应对钢筋混凝土框架地反映建筑钢筋动力效应的本质，可以用来描述应结构弹塑性地震反应的影响。变率小于2S的建筑钢筋力学行为。李敏等试l结构模型设计与有限元模型的建立验研究了建筑钢筋在地震动力荷载应变率范围内的力学和变形行为，结果表明，应变率敏感性的大小与首先采用PKPM软件建立钢筋混凝土框架结准静态屈服强度有很大关系，相同应变率下循环加构模型，根据中国现行《混凝土结构设计规范》(GB载的骨架曲线与单调加载的拉伸曲线基本重合，并5()()10—2002，以下简称规范)[1要求计算得到配筋基于Matthew模型提出了一种钢筋动态循环本构结果，在此基础上，采用有限元软件ABAQus建立模型，它能够很好地描述钢筋的动态行为，可以在结结构的有限元模型。构抗震分析中应用。Scott等研究了混凝土在高应1．1结构模型设计变率下的抗压特性，建立了混凝土单轴抗压率的相建筑场地类型为Ⅱ类，抗震设防烈度8度，设计关本构模型；Cowell等首先对混凝土在高应变率下地震基本峰值加速度为0．2g(髯为重力加速度)，设的抗拉特性进行了试验研究，结果表明。高应变率下计地震分组为第1组，框架抗震等级为二级，周期折混凝土的强度和刚度都有提高，并且提高的幅度要减系数为1．0。模型框架层高3．3m，共3层，如图高于受压的情况。Takeda等对大量的小尺寸混凝1所示。梁的截面尺寸250mm×500mm，柱截面土板在高应变率下的变形特性进行了研究，高应变尺寸400mm×400mm。混凝土强度等级均采用率下的极限荷载提高了近2倍。Fu等对钢筋混C30，纵筋选用HRB335，箍筋选用HPB235，见表1。凝土梁在高应变率下的抗弯性能进行了试验研究，表l模型设计参数高应变率下梁的抗弯承载力提高了3O。方秦Tab．1DesignParametersofModel等以粘塑性应变率为粘性参数，建立了粘塑性本结构构件混凝土强度等级纵筋型号箍筋型号构模型以描述材料的动态特性。吴建营等通过对框架柱(’3081608@l50损伤释放率阀值的Perzyna粘性规则化，将混凝土框架梁C3O6188@200静力弹塑性损伤本构模型进行动力推广，得到了基1．2有限元模型的建立于能量的弹塑性损伤本构模型，此模型能够很好地应用有限元软件ABAQUS对结构进行建模，描述混凝土在动力作用下的应变率效应。林峰等并用隐式直接积分来进行求解。采用梁单元B3l 学兔兔www.xuetutu.com76建筑科学与工程学报2011年77月卜曼．I(a)正立面(b)侧立面图3拉伸强化模型Fig．3ModelofTensionStiffening图1结构模型(单位：mm}Fig．1ModelsofStructure(Unit：mm)模拟结构中的梁和柱，采用壳单元模拟混凝土板。用REBAR关键字对梁单元进行配筋，配筋与结构实际配筋相一致，结构有限元模型如图2所示。图4p-q面上的屈服与失效Fig．4YieldandFailureonp-qPlanef一q一√3n。P一√3r一0(1)式中：-厂c为结构中混凝土的抗压强度；为等效静水压力，P一一÷：I，为应力弹量，为单位弹量；q图2有限元模型为Mises等效偏应力，q一√号：S一,S一为偏压力张量，Fig．2FiniteElementModel亏一卢+；n。为混凝土单双轴受压失效应力比；为2材料模型剪应力。2．3混凝土的本构模型分析采用混凝土弥散开裂本构模型(CSC)，它混凝土受压、受拉应力一应变关系采用参考文献是基于弹塑性理论框架，使用定向损伤弹性(弥散裂[14]中的建议和规范所采用的分段式曲线方程，混纹)以及各向同性压缩塑性来表示混凝土的非弹性凝土受压应力一应变关系为行为[1“J。ra+(3—2a)。+(a一2)。≤12．1拉伸强化l／[口d(x--1)]+>1失效的后续行为是通过拉伸强化模型来定义的，它可以定义产生裂纹后混凝土的应变软化行为。1、(3)Y一／ff以及钢筋与}昆凝土之间的交互作用。失效后的应式中：、分别为单轴受压应力一应变曲线上升段力一应变关系通过指定失效后的应力与穿越裂纹的和下降段参数为相应的峰值压应变。应变之间的关系来实现，如图3所示，其中，为应混凝土受拉应力一应变关系为力，￡为应变，、e分别为失效点的拉应力和拉应ur1．2x一0．2x≤1一变，e一，E为弹性模量。L1／[d(一1)]+>12．2压缩行为一￡／E]L(5)当主应力分量为压缩应力时，用等效静水压力=o／ftf和Mises等效偏斜应力表示屈服面，如图4所示，其式中为单轴受拉应力一应变曲线下降段参数；l，中，为单轴受压失效应力，其函数表达式为为混凝土峰值抗拉强度．EI为相应的峰值拉应变。 学兔兔www.xuetutu.com第3期张皓，等：考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析772．4钢筋的本构模型4考虑应变率效应的弹塑性地震反应钢筋作为一种金属材料，其力学模型相对容易把握，本文中采用考虑钢筋硬化的线性强化弹塑性应变率效应对钢筋混凝土结构地震反应的影响模型。已经受到研究者的重视，而在结构弹塑性时程分析中精确地考虑应变率效应是非常困难的，因此本文3应变率效应及本构模型中首先计算结构构件的应变率，再把计算结果引入3．1应变率效应到结构弹塑性时程分析中来考虑应变率效应。钢筋与混凝土2种材料在高应变率情况下将产应变率分为弹性应变率和塑性应变率，其表达生明显的应力提高现象，即应变率效应¨]。在计算式为中，应变率效应通常用动力增大系数(DynamicIn—T一。+一d￡+dE(11)creasingFactor，简称DIF)来表示，即材料的动力强式中：为总应变率；、分别为弹性应变率和塑度与静力强度之比，它是应变率的函数。地震作用性应变率蛾、e分别为弹性应变和塑性应变。下，钢筋混凝土的应变率可以达到1O～10S'。，可以看出，应变率大小与总应变有直接关系，只最高可以达到10Sl1引，而钢筋的应变率效应则要得到总的应变时程，即可通过求导来计算应变率更为明显，因此，分析时应当考虑应变率效应。的时程。首先在结构构件中设置若干控制截面来计3．2应变率相关本构模型算截面处混凝土节点的总应变时程，从而计算各控钢筋的本构模型采用参考文献[2]中给出的根制截面处混凝土节点的应变率，并以控制截面处所据试验结果和回归分析得到的动态拉伸本构模型有混凝土节点应变率最大值的平均值作为控制截面’：处的混凝土平均应变率；再根据受弯构件正截面承Jyd===1+fflg(6)ys￡0载力计算的基本假定来计算控制截面处受拉钢筋的，：应变率。依据各构件控制截面处的应变率分析结Jud一1+flg(7)e0US果，在材料模型中引入应变率，并对结构进行弹塑性时程分析。应变率效应通过下式实现ll===1--cllg(8)∈hse0==。(，，f)R(言r“，0，f)(12)式中：为当前的应变率；。为准静态应变率；f、式中：0．0(，，f)为静力状态下的应力一应变；a分别为静态和动态屈服强度；f⋯f分别为静态R(，，f)为与应变率相关的屈服强度比；为等和动态抗拉强度；、分别为静态和动态应变硬效塑性应变；f为其他预先确定的变量。化的起始应变⋯CC为由静态屈服强度_厂表示4．1应变率计算的参数。采用峰值加速度为0．2g的E1Centro波对结混凝土采用在CEB模型基础上改进得到的构进行3个方向的激振，计算结构的弹塑性地震反K&C模型”。混凝土动力抗压强度和抗拉强度应。提取应变时程的分析结果，通过求导来计算构由式(9)、(10)确定件的应变率；峰值加速度为0．4g时结构构件应变率的计算与之类似。在峰值加速度分别为0．2g和孕一()zsn-，≤30s1(9)csecs0．4g的E1Centro波作用下构件控制截面处的混凝：(kd)·￡≤1S--1(10)土平均应变率见表2。KI11～KL一14、KI21～，ts￡t，K1一24和KL一31～KL一34分别为1～3层纵向框架式中：厂厂分别为应变率为和时的混凝土梁；KI一15～KL一17、KL一25～KI27和KL一35～KI动力抗压强度和抗拉强度；fc、分别为准静态应37为横向框架梁；框架梁的控制截面编号由左至右变率下的混凝土静力抗压强度和抗拉强度；为实分别为I1、L2、L3，框架柱的控制截面编号由下至际计算的应变率；、分别为受压和受拉状态下上分别为Z1、Z2、Z3，如图5所示。的准静态应变率；a一(5+3／4)，_厂为混凝土立从表2可以看出，框架柱的平均应变率明显大方体静力抗压强度；===1／(1+8／f；。)，_厂。为公式于框架梁，构件跨中截面的应变率要小于端部截面引入量纲为1的量，一10MPa，．为静力荷载作且上部构件的应变率有减小的趋势。图6、7分别用下混凝土的轴心抗压强度。为峰值加速度为0．2g时框架梁KI一11和框架柱 学兔兔www.xuetutu.com78建筑科学与工程学报2O11年表2ElCentro波作用下结构构件控制截面平均应变率Tab．2AverageStrainRatesonControlSectionsofStructuralMembersUnderElCentroWaves峰值框架框架梁不同控制截面的平均应变率／s_1框架柱不同控制截面的平均应变率／s_1加速度层数编号I1I2I3编号Z1Z2Z3KI一111．65×105．63×10—1．35×l00KZ113．26×1O07．28×l01．93×10KI121．35×105．64×1051．65×10KZ一123．76×1006．46×lO2．71×1O0KI一131．65×105．7l×10。—1．35×100KZl33．24×l07．93×101．96×101KI141．35×10—5．90×l051．65×1O0KZ一143．68×1O8．48×101．91×1O：KI一l58．08×10—1．29×l08．12x1OKZl53．8O×l0617×lO2．73×l0KI167．39×lO1．33×10_8．08×10—KZ163．7l×1007．59×1O2．73×10KI178．08×1O1．32×108．07×1OKI一2l1．25×103．69×10j1．02×10KZ一2l1．8l×103．12×102．41×l0KI221．O2×103．9O×1O1．20×10KZ一222．44×1002．45×lO2．70×100KI231．65×lO04．54×l0—1．O2×lO一KZ一231．8j×l03．15×l042．26×lOO．22KL-241．O2×l04．39×1O1．25×10KZ一241．83×1O03．2l×101．80×1OKI一256．26×109．38×1O一6．35×104KZ一252．4l×1O一2．53×102．71×l0KI265．77×1041．23×l055．8l×10KZ261．83×1003．12×10q2．26×1OKI一276．31×1O19．73×10一j6．29×1OKI3l5．06×1O2．O2×10—4．14×1O4KZ一3l7．55×104．15×l01．46×10KI324．13×102．05×lO5．07×10KZ321．12×103．40×101．70×1OKI335．O5×102．46×10一4．14×1OKZ一337．44×l04．14×101．48×1O03KL-344．i3×i02．35×lO一5．O8×lOKZ347．60×l0一4．14×lO1．49×lOKI352．63×104．09×10；2．72×10KZ一351．13×1O：3．37×lO1．71×10KI一362．41×101．17×10j2．47×10KZ367．61×1O4．13×lO1．48×10KI372．66×1O4．33×10j2．68×10KI一111．92×1005．82×1O1．79×100KZl17．6O×1O08．76×lO7．02×lOKIl21．79×104．28×l01．90×l00KZ—l27．18×lO06．45×106．88×1OKI一131．92×lO03．79×101．79×100KZ137．32×1007．27×l08．41×1001KI141．79×1O33．98xlO1．92×1O0KZ147．93×1006．77×l07．22×lOKI151．33×1O05．62×101．52×10KZ一158．58×107．O6×107．37×1OKI一161．49×lO05．15×lO1．35×100KZl67．92×lO8．28×l07．43×10KI171．47×105．j8×101．41×1OKI一211．45×1O33．28×101．28×10KZ215．55×104．O6×1O5．9l×l0：KL-221．27×l033．45×lO1．38×1O0KZ225．83×103．41×l05．81×10KI231．50×1O3．2l×i01．23×l0K236．3l×l03．34×l06．55×1O00．4g2KL-241．3O×lO03．15×1O1．32×100KZ245．60×l04．34×106．O5×1OKI251．18×l03．43×101．15×1OKZ255．95×103．68×105．j7×10KI一261．27×1O03．41×101．02×l0KZ265．35×l004．39×1O5．08×l0KI271．22×103．57×101．1l×1OKI一3】8．99×l04．45×1O5．97×lOKZ一3l1．53×1002．72×l02．O4X10KI一326．72×l04．43×lOl7．54×10KZ321．97×l02．12×1012．28×10KI338．86×104．09×105．82×l0KZ33l_53×1O2．79×102．02×l0-3KI348．86×l04．11×1O7．45×10KZ341．57×lO2．72×102．08×10KI356．97×1O2．87×l06．52×1OKZ一352．04×l02．O6×1O2．3l×1O0KI365．O4×1O1．53×107．26×10KZ36l_56×l02．91×1Oi2．06×l0KL376．56×103．45×105．17×10 学兔兔www.xuetutu.com第3期张皓，等：考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析792料时间／s图6峰值加速度0．2g时KL一11上Ll截面应变率(a)构件编号Fig．6StrainRateonSectionLIofKL-11atPeakValueAccelerationof0．2g∞竺槲目眦／霞巡爵目Ⅲ／稔靛(b)正立面控制截面时间／s图7峰值加速度0．2g时KZ一11上z1截面应变率Fig．7StrainRateonSectionZ1ofKZ-I1atZ3PeakValueAccelerationof0．2gZ2lOZ15O一5(c)侧立面控制截面(d)控制截面编号|一lOO48l2l620图5结构构件与控制截面时间／sFig．5MembersandControlSectionsofStructures(a)x方向KZ一11上I1截面和z1截面某边缘节点的应变率。l04．2多维地震动输入下应变率效应对弹塑性地震5反应的影响O采用混凝土弥散开裂模型对结构进行分析，并分别输入3个方向的E1Centro波，峰值加速度分一5别取0．2g和0．4g，数值计算工况见表3，z、为2一lO048l2l620个水平方向，为竖直方向。时间／s表3数值计算工况(b)．，，方向Tab．3ConditionsofNumericalCalCUlation图8峰值加速度0．2g时X、Y方向顶层相对位移时程曲线工况编号材料模型地震波输入方向峰值加速度Fig．8TimeHistoryCurvesofTopRelativeDisplacementsatPeakValueAccelerationof0．2ginX，YDirectionslCSC、Y、方向0．2g方向和Y方向顶层相对位移、基底剪力和弯矩的2CSC，、Y、方向0．4g时程曲线；图ll～13中给出了峰值加速度为0．4g图8～10中给出了峰值加速度为0．2g时结构时结构z方向和．y方向顶层相对位移、基底剪力和 学兔兔www.xuetutu.com80建筑科学与工程学报2011年2O^目．zjf蚕3o。O蜓醐一30一_10_——602Ol0481220O48l22O时间，s时间／s(a)方向fa1方向50互25容0世醐一25时间／s(b)Y方向gⅢ，靛噬日Ⅲ，窝噬瞽图ll峰值加速度0．4g时X、Y方向顶层相对位移时程曲线Fig．11TimeHistoryCurvesofTopRelativeDisplacementsatPeakValueAccelerationof0．4ginX。YDirectionslO0率率●。冀鬈l1．一舯耋：=一一一一Ⅲm二J●¨⋯川三=一__=璧-．。。川¨一l=邶。，¨●一。h¨腿肿Ⅲ_18●●‘¨¨¨¨¨¨n¨H¨¨一===．==胁．I胁lJln¨H¨¨¨===一，髓m．。一I‘n时Ⅱ珊m．一删胁雕m●，L4●n¨H一一50言Z●_RO世舯一醐50一l000481220时间／s时间／s(a)x方向(a)方向lO01OO●lnH¨—2505OZOO世蝴一505O一lOOl1OO0481220048l220时问／s时间／s(b)方向(b)方向图10峰值加速度0．2g时、Y方向弯矩时程曲线图12峰值加速度0．4g时X、Y方向基底剪力时程曲线Fig．10TimeHistoryCurvesofMomentsatPeakFig．12TimeHistoryCurvesofBaseShearsatPeakValueAccelerationof0．2gin，YDirectionsValueAccelerationof0．4gin，YDirections弯矩的时程曲线。表4中给出了各工况下的顶层相加了3．92、2。12，弯矩分别增加了4。49％、对位移、基底剪力和弯矩的峰值。5．38，应变率对于地震反应的影响相对较小；地震根据以上分析结果可以看出，地震波峰值加速波峰值加速度为0．4g下考虑应变率效应时，、方度为0．2g下考虑应变率效应时，、Y方向顶层相对向顶层相对位移分别减小了6．25、7．91％，基底位移分别减小了1．O1、2．32，基底剪力分别增剪力分别增加了9．61、4．31，弯矩分别增加了 学兔兔www.xuetutu.com第3期张皓，等：考虑应变率效应的钢筋混凝土框架结构弹塑性地震反应分析81表4顶层相对位移、基底剪力和弯矩峰值Tab．4PeakValuesofTopR一elativeD1isplacements，BaseShearsandMoments如O如工况峰值材料模型应变率方向顶层y方向顶层方向基底Y方向基底方向弯矩／Y方向弯矩／编号加速度相对位移／m相对位移／m剪力／kN剪力／kN(kN·m)(kN·m)有9．87×l0—37．76×10—352．2243．8884．24101．25l0．2gCSC无9．97×10—37．94×l0—35O．2542．978O．6296．O8有1J76×1021．39×10—2107．9783．04141．47189．1620．4gCSC无1．87×1021．50×10—298．5079．61132．23l69．17析中应适当考虑应变率效应的影响。参考文献：舍●References：Z囊[1]林峰，顾祥林，匡昕昕，等．高应变率下建筑钢筋的JI94’本构模型[J]．建筑材料学报，2008，11(1)：14—20．LINFeng，GUXiang—lin，KUANGXin—xin，eta1．Con—048l2l620stitutiveModelsforReinforcingSteelBarsUnder时间／s(a)方向HighStrainRates[J]．JournalofBuildingMaterials，2008，1l(1)：14—20．～[2]李敏，李宏男．建筑钢筋动态试验及本构模型EJ]．言；土木工程学报，2010，43(4)：70—75．●至IIMin，LIHong—nan．DynamicTestandConstitutiveModelforReinforcingSteel[J]．ChinaCivilEngineer—静ingJournal，2010，43(4)：70—75．{●r3]FUHC，SECKINM，ERKIMA．ReviewofEffects时间／so．fLoadingRateonReinforcedConcrete[J]．Journal(b)Y方向ofStructuralEngineering，1991，117(12)：3660—3670．图13峰值加速度0．4g时X、方向弯矩时程曲线[4]方秦，钱七虎．速率相关混凝土模型中一个值得商Fig．13TimeHistoryCurvesofMomentsatPeakValue榷的问题[J]．工程力学，1998，15(3)：29—35．Accelerationof0．4gin，YDirectionsFANGQin，QIANQi—hu．DiscussiononaRate—de—6．99、11．82。从图8～13可以看出，当地震波pendentConcreteModelEJ]．EngineeringMechanics，1998，15(3)：29—35．峰值加速度较大时，应变率效应的影响更加明显，在[5]吴建营，李杰．考虑应变率效应的混凝土动力弹塑地震波峰值加速度为0．4g时，结构的最大层问位性损伤本构模型[J]．同济大学学报：自然科学版，移角已经达到规范规定的弹塑性层间位移角限值的2006，34(11)：1427—1430，1440．1／4，说明结构已经产生了一定程度的塑性损伤，导WUJian-ying，LIJie．ElastoplasticDamageConstitu—致了材料应变率效应的增大，从而较大程度地影响tiveModelforConcreteConsideringStrainRate了结构的地震反应_2。EffectUnderDynamicLoading[J]．JournalofTongjiUniversity：NaturalScience，2006，34(11)：1427-1430，5结语1440．[6]林峰，FRIEDHELMS，顾祥林．考虑加载历史的约(1)钢筋混凝土框架结构中框架柱的应变率明束混凝土动力本构模型[J]．同济大学学报：自然科学显大于框架梁，上部构件的应变率有明显的减小趋版，2008，36(4)：432—437．势；构件跨中截面的应变率要远小于端部截面，说明IINFeng，FRIEDHELMS，GUXiang—lin．Dynamic塑性应变对应变率的影响较大。ConstitutiveModelforConfinedConcreteBasedona(2)地震波峰值加速度0．2g作用下的地震反ConsiderationofLoadingHistory[J]．Journalof应受应变率效应的影响较小，当地震波峰值加速度TongjiUniversity：NaturalScience，2008，36(4)：432—提高至0．4g时，应变率效应对结构地震反应的影437．响较为明显，因此，建议在强震作用下的结构抗震分[7]SHIMAZAKIK，WADAA．DynamicAnalysisofa 学兔兔www.xuetutu.com82建筑科学与工程学报2011血ReinforcedConcreteShearWallwithStrainRateDalianUniversityofTechnology，2006．Effect[J]．ACIStructuralJournal，1998，95(5)：488—[17]师燕超，李忠献．爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动497．力响应与破坏模式[J]．建筑结构学报，2008，29(4)：[8]NAGATAKIY，KITAGAWAY，MIDORIKAWAM，112—117．eta1．DynamicResponseAnalysiswithEffectsofSHIYan-chao。LIZhongxian．DynamicResponsesStrainRateandStressRelaxation[C]／／AIJ．Proceed—andFailureModesofRCColumnsUnderBlastIoad—ingsofNinthWor1dConferenceonEarthquakeEn—ing[J]．JournalofBuildingStructures，2008，29(4)：gineering．Tokyo：AIJ，1988：693—698．112—117．[9]FUJIMOTOM．WADAA，KIMURAY．DynamicRe—[18]MAIVARIJ，ROSSCA．ReviewofStrainRatesponseAnalysisofReinforcedConcreteFrameUsingEffectsforConcreteinTension[J]．ACIMaterialaThree—elementMaxwellModel[J]．JournalofStruc—Journal，1999，96(5)：614-616．tureandConstructionEngineering，1989，54(399)：9—{-19]Hibbitt，Karlsson&SorensenInc．ABAQUs／cAE17．User’sManual[M]．Pawtucket：Hibbitt，Karlsson＆．[1O]GB5001O一2O02，混凝土结构设计规范Es]．SorensenInc，2003．GB500l02OO2．CodeforDesignofConcreteStruc—[20]杨维国，陈丹，潘多俊．不同结构体系对钢结构框架tures[S]．侧向刚度的影响[J]．建筑科学与工程学报，2010，27[11]ABAQUSInc．ABAQUSAnalysisUser’sManual(2)：1O2一lO5．[M]．Pawtucket：ABAQUSInc，2003．YANGWei—guo，CHENDan。PANDuo—jun．Effects[12]江见鲸，陆新征，叶列平．混凝土结构有限元分析ofDifferentStructuralSystemsonLateralRigidityof[M]．北京：清华大学出版社，2005．SteelStructuralFrames[J]．JournalofArchitectureJIANGJianjing，LUXin-zheng，YELie—ping．FiniteandCivilEngineering，2010，27(2)：102—105．ElementAnalysisofConcreteStructures[M]．Bei—[21]周天华，聂少锋，郭新艳．削弱梁端的方钢管混凝土jing：TsinghuaUniversityPress，2005．柱钢梁框架结构静力弹塑性分析_J]．建筑科学与工[13]庄茁，由小川，廖剑晖，等．基于ABAQUS的有限程学报，2009，26(1)：94—93．元分析和应用[M]．北京：清华大学出版社，2009．ZH()UTianhua，NIEShaofeng，GUOXinyan．ZHUANGZhuo，Y0UXiao—chuan，LIAOJian—hui，StaticElasto——plasticAnalysisofConcrete——filledeta1．FiniteElementAnalysisandApplicationBasedSquareTubularColumntoSteelBeamFrameStruc—onABAQus[M]．Beijing：TsinghuaUniversityturewithReducedBeamSection[J]．JournalofArchiPress，2009．tectureandCivilEngineering，2009，26(1)：94—93．[14]过镇海，时旭东．钢筋混凝土原理和分析[M]．北京：[22]李春良，程永春，何峰．预应力碳纤维布加固钢筋混清华大学出版社，2003．凝土梁的经典层合理论力学解析[J]．中国公路学报，GU()Zhen—hal，SHIXu—dong．ReinforcedConcrete2009，22(1)：6065．TheoryandAnalyse[M]．Beijing：TsinghuaUniver—IIChunliang。CHENGYong—chun．HEFeng．ThesityPress，2003．oreticalStudyofRCBeamStrengthenedwithPre—[15]阎石，王丹，张亮，等．爆炸荷载作用下钢筋混stressedCFRPSheetBasedonClassicalIaminate凝土柱损伤FEM分析[J]．工程力学，2008，25(增Theory[J]．ChinaJournalofHighwayandTransport，1)：90—93．2009，22(1)：60—65．YANShi，WANGDan，ZHANGLiang，eta1．Damage[23]李金波，贡金鑫．钢筋锈蚀对钢筋混凝土圆柱抗震性AnalysisforRCColumnUnderExplosiveLoads[J]．能的影响[J]．中国公路学报，2008，21(4)：556O．EngineeringMechanics，2008，25(S1)：90—93．IIJin—bo．GONGJin—xin．InfluencesofReharCorro—[16]闰东明．混凝土动态力学试验与理论研究[D]．大连：siononSeismicBehaviorofCircularRCColumns[J]．大连理工大学，2006．ChinaJournalofHighwayandTransport，2008，21YANDongming．iExperimentalandTheoreticalStudy(4)．55—6O．ontheDynamicPropertiesofConcrete[D]．Dalian：