hrb400钢筋本构关系的理论与试验研究

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1、分类号学号M201173063学校代码10487密级硕士学位论文HRB400钢筋本构关系的理论与试验研究学位申请人：赵璧归学科专业：结构工程指导教师：张耀庭教授答辩日期：2014.2.11万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAppliedSociologyTheoreticalandExperimentalStudyontheConstitutiveModelofHRB400ReinforcedBarsCandidate:ZhaoBigui

2、Major:StructuralEngineeringSupervisor:Prof.ZhangYaotingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名

3、：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打―√‖)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要罕遇地震作用下，钢筋混凝土结构往往进入到弹塑性甚至是破坏阶段。如要对其抗震性

4、能进行预测，必须采用非线性有限元数值分析技术模拟其濒临破坏时的响应。当前，钢筋混凝土结构的非线性有限元分析已经发展到基于纤维单元的精细化建模分析阶段，其分析结果的准确性对材料本构模型精度具有较高依赖性。钢筋是混凝土结构的重要组成材料，既有的钢筋本构模型多数建立在单调加载试验基础上，不能考虑屈曲、疲劳、强度退化等效应，因而严重地降低了数值模拟分析的精度。本文基于以上背景，以若干钢筋混凝土柱的拟静力试验模拟为基础，探讨了各种钢筋模型的优劣，并对我国HRB400钢筋的进行了单调拉伸和疲劳试验研究。首先讨论了常用的材料本构对数值分析结果的敏感性。以Opensees软件

5、为平台，分别选用Mander、Hoshikuma两种约束混凝土模型和Steel01、Steel02、ReinforcingSteel三种钢筋本构模型，对相关文献中钢筋试验及钢筋混凝土柱拟静力试验进行了数值模拟。结果表明：现有的混凝土本构模型已相对成熟，能较好地满足数值模拟的精度要求；Steel01和Steel02钢筋模型由于不能考虑钢筋的屈曲、疲劳、强度退化等效应而精度较低；ReinforcingSteel模型的计算精度相对较高，但其前提条件是模型中钢筋的各项力学性能参数必须相对精确地确定。其次，对我国HRB400钢筋进行了单调拉伸和低周疲劳试验，通过试验得出

6、了HRB400钢筋的力学性能基本参数（弹性模量Es、屈服强度fy、强化初始刚度Esh、峰值应力fu和峰值应变εu）、εp-2Nf和εp-φSR关系式以及疲劳参数Cd、Cf和α的取值，通过在Opensees软件中对HRB400钢筋试验过程的模拟，验证了试验结果的准确性与所得参数的实用性，评价了HRB400钢筋的低周疲劳特性。最后，结合HRB400钢筋试验结果，在Opensees软件中对两个既有的钢筋混凝土柱拟静力试验进行了模拟，分析表明：本文试验所得钢筋疲劳参数适用于钢筋混凝土结构非线性有限元分析，但参数Cf取值偏小，对HRB400抗疲劳性质估计偏保守。在此基础

7、上，利用数值模拟技术对课题组即将进行拟静力试验的柱在不同轴压比下的滞回性能和抗推覆性能进行了探讨。关键词：钢筋本构模型，单调拉伸试验，低周疲劳试验，拟静力试验，性能参数I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractUndersevereseismicaction,reinforcedconcretestructureoftengoesintoelastic-plasticevenfailurestage.Andinordertopredicttheseismicperformanceofthestructure,simulatingitsresponsea

8、tthebrinkofdestruct