钢筋混凝土异形柱全过程分析

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1、StructuralEngineers2004;(1)·30。·结构分析·钢筋混凝土异形柱全过程分析张杜叶献国(苏州市建筑设计研究院有限责任公司，江苏215002)(合肥工业大学，安徽230009)提要文章提出了异形截面柱的非线性分析的方法，考虑了纵筋描固滑移和箍筋加密区对混凝土的约束影响，用数值方法编制了异形柱全过程分析的程序，并用ANSYS对异形柱构件也进行了分析，通过计算，得出延性的变化规律。关键词异形柱，非线性分析，描固滑移，延性A下口3NonlinearAnalysisofSpecConcreteColumnsMANGDu(Architect

2、uralDesign&ResearchInstituteLtd.ofSuzhoug,Jiangsu215002)YEXianguo(HefeiUniversityofTechnology,Anhui230009)AbstractThepaperputsforwardthemethodofnonlinearanalysisofspecial一shapedR.C.columns,whiletheslidingoflongitudinalreinforcementanchoringandtherestrictioneffectforconcretebythi

3、ckeningofstirrupsareallconsidered.Atthesametimeacomputerprogramforfullrangeanalysisofspecial一shapedcolumnsiscomplied.Atlastthispaperalsoanalysesspecial一shapedcolumnssubjectedtobiaxiallyeccentricloadingusingfiniteelementprogramANSYS5.7.Theductilebehaviorsareinvestigatedaccordingt

4、ocomputationspecial-shapedR.C.column,nonlinearanalysis,slidingofreinforcementanchoring,ductility目前，国内外对异形柱双向压弯状态下的研究，无论是实验还是理论分析多以承载1异形柱截面非线性分析力研究为主，在异形柱非线性分析方面所做的工作尚显不足。本文在有关文献基础上根据天津大学对L形、T形和十字形同时考虑混凝土本构关系的下降段，纵筋锚截面柱进行的实验研究表明，L形、T形和固滑移，和箍筋加密对混凝土的约束影响，十字形异形截面钢筋混凝土柱在双向压弯用数值方法对双向

5、压弯异形柱进行全过程受力条件下的破坏形态与矩形截面单向压非线形分析，并采用工程分析软件弯构件相似，因此，异形柱的非线性分析计ANSYS5.7对异形柱压弯构件进行有限元算假定可参考矩形柱的分析假定:分析。(1)文献【1,2」中的实验表明异形柱可以万方数据·结构分析·结构工程师2004;(1)近似地引用平截面假定，即在整个受力过程面上的内力公式为中，每一截面的平均应变符合平截面假定。(1)(2)不考虑受拉区混凝土的抗拉强度。(3)将柱截面划分为若干混凝土矩形小单元，近似认为各单元上混凝土应力分布均M，=艺Acx,5ct(，c，一，。)匀，其合力位于形心。同

6、样，钢筋处的合力位于其形心。十艺Ast75,(y3;一yo)(2)拉区混凝土的强度忽略不计，压区混凝土采用肯特(Kent)和帕克(Park)提出的受M',,一艺Acgc;(xctxo)箍筋约束的混凝土应力一应变关系[[3],,钢筋假定为理想弹塑性材料。十艺ASjasj(x。一xo)(3)少=11.1计算模型和计算公式式中，M'X,M勺分别为关于形心轴x},了的弯矩;Aci,ac‘分别为第￡个混凝土单双向压弯异形截面柱非线性分析所建元的面积和应力;A9i,aj分别为第J个钢筋的坐标系，几何参数，应变分布示于图1。图单元的面积和应力;xci,yci,x3>

7、>y。分别为1中xIyIz‘坐标系是与工程轴平行的截面第i个混凝土单元的坐标，第1钢筋单元的形心轴上建立的，在M’二<0,M",,<0时，坐标;x0,y。分别为截面的形心坐标;n.,n,截面混凝土最大应变点或者最大名义应变分别为混凝土及钢筋单元数。我们规定混凝点位于原点。截面的中和轴的位置，由通过土和钢筋受压时应力、应变为正，截面的内原点的中和轴法线与x轴的夹角0，和原点截力公式(9)一(11)中，有五个未知参数，分到中和轴的距离R决定。根据内力平衡，厂别是尺，0，N‘，MIX，M',,o瓦图1坐标系、几何参数、应变分布下的计算都能统一采用上述公式，可

8、统一坐1.2坐标变换标系并通过坐标变换的方法实现。为了将最对于同一截面，随着MI,和M,,,符