基于ABAQUS塑性损伤模型的简支梁非线性行为分析.pdf

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1、2015年第4期(总204期)安徽建筑DOI：10．163304．cnki．1007—7359．2015．03．074基于ABAQUS塑性损伤模型、支梁非线性行为分析AnalysisofaSim虽plySupportedBeam’SNonlinearBehaviorBasedonConcreteDamagedPlasticityofABAQUS褚楚，刘开源。(1．贵州大学土木工程学院，贵州贵阳550025；2．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：采用ABAqus有限元分析中的塑性损伤模型来分析简支梁构件在对称

2、竖向力作用下的非线性行为，并探究了简支梁在静力条件下的内力传递和破坏机理。分析结果表明。在静力荷载下构件的形变大小会影响混凝土材料的极限强度，应通过合理设计保证梁的破坏机理满足构件使用功能的要求。关键词：塑性损伤模型；非线性行为；简支粱；极限强度中图分类号：TU311．2文献标识码：A文章编号：1007—7359(2015)04—0162—02图1图2O引言面的过程中给钢筋截面赋予截面面积。梁底两端各有一处垫块，一处约束了3个平动自由度和两个转动自由度(U1、U2、塑性损伤模型是ABAQUS有限元分析中的一种混凝土非U3、UR1、

3、UR2)，另一处只约束了一个平动自由度(U2)。将箍筋线性本构模型。实际工程中，大多数力学问题都属于非线性范和纵筋在装配中合并为钢筋笼，而后在interaction中，将合并而畴，因此在建筑行业中对建筑材料非线性行为的研究也是日益成的钢筋笼嵌入(embed)混凝土中，使之共同受力，符合实际工结倍增，如赵勇、沈小璞Il】验证了在ABAQUS有限元分析中和将作原理。构混凝土塑性损伤模型(ConcreteDamagePlasticity)应用到混凝土这里设置4个对比模型，每个模型中的两个受力点同时受设计结构中可以较好地为解决实际工程提供

4、分析参考价值；陈赞、到一个大小相等方向相同的力F的作用，即简支梁受一对对称与刘平[41运用ABAQUS有限元软件研究了对于型钢混凝土结构力F的作用：模型1、模型2、模型3和模型4分别在对称竖向研的单元选择和钢筋本构关系的选取。简支梁构件被广泛运用于力、、、的作用下，受力点产生0．01m、0．07m、0．1m、0．2m究应房屋建设和桥梁建设中，如简支梁桥是梁式桥中应用最早、使的竖向位移(除了受力大小外，4个模型其余所有条件完全相用用最广泛的一种桥型，简支梁桥毁坏的事故也是时有耳闻，这同)。长久以来都引起着各方学者对简支梁的不断研究。

5、简支梁是仅为避免计算模型过程中的不收敛问题，在interaction模块在两端受铰支座约束的结构，主要承受正弯矩，多为静定结构。中，把各垫块外表面分别耦合到一个参考点上，而后在load模该构件虽受力简单，但其不同部位的受力特性和变形行为却有块中，将边界条件和荷载施加在参考点上即可，也就是说，经过着各自的特点。将ABAQUS塑性损伤模型运用到对此类构件耦合以后，将荷载施加在参考点上就等于该作用力平均施加在的深入分析研究中，可用于解决实际工程当中的诸多问题。了被耦合的面上。1非线性有限元模型2简支梁在对称力作用下的非线性行为分析1．1

6、分析对象描述2．1简支梁的内力传递与破坏特征该钢筋混凝土适筋梁横截面积为300mmX150mm，长度为图3(a)分别是简支梁在竖向力作用下产生0．01m位移2500mm，两端铰接，支座处和受力点处设置厚度为6ram的钢时的混凝土应力分布云图和混凝土跨中受压区应力一应变曲垫片。受力点有两处，分别在梁上部距离两端850mm处。配筋线图。由图可知，在竖向力作用下构件未破坏，混凝土跨中采用双肢箍，受压区采用2根中l2钢筋，受拉区采用双排配受压区所受应力最大，且应力向两端逐渐延伸，同时应力由受筋，每排3根中16钢筋，所配箍筋为8@100。梁

7、立面尺寸如力点向相邻的支座处延伸。图1所示，截面尺寸如图2所示。图3(b)是该简支梁在竖向力的作用下产生0．07m位移1．2有限元模型的建立时，受压区跨中部位混凝土的应力一应变曲线。可以得出该部本文简支梁混凝土采用单元C3D8R(8节点减缩积分实体位应力达到大约5．5MPa时开始产生塑性变形，随着应力的增安大，材料开始产生少量裂缝，当应力达到约17MPa时，裂缝增单元)；钢筋的模拟选用单元T3D2(2节点线性三维桁架单元)。徽在建立part时，混凝土形状采用solid，钢筋形状为wire。创建截多并大量扩展，与邻近的裂缝连接形成连

8、续裂缝，应力到达约建为21MPa时，混凝土达到其极限强度，形成许多贯通裂缝。紧筑跟随的曲线下降段表明，即使混凝土达到其极限强度，裂缝的基金项目：贵州省科技厅基金(编号：Z073182)扩展程度也未必能引起受压混凝土的完全破坏。随着压应变的作者简介：