考虑嵌固端约束作用的RC柱纤维单元模型研究

针对传统纤维单元未考虑嵌固端约束作用而导致钢筋混凝土(RC)柱的数值模拟精度降低问题,分析了嵌固端约束作用对RC柱破坏形态和传统纤维单元模拟精度的影响.选取文献中45根高剪跨比RC柱并建立实体单元模型进行数值模拟,结果表明建模方法合理可靠;进而剖析了嵌固端约束机理及嵌固端约束作用对RC柱承载力和延性性能的影响,明确了控制截面位置及其承载力计算方法,阐明了纤维单元数值积分点位置与控制截面位置、权系数与等效塑性铰长度的对应关系,提出控制截面位置计算公式和考虑嵌固端约束影响的等效塑性铰长度计算公式,建立了一种考虑固端约束影响的纤维单元模拟方法.通过对文献中45根RC试验柱的数值模拟分析,表明所提方法可合理考虑嵌固端约束影响,具有较好的适用性.

固端约束对钢拱强度的影响

本文采用一种精确的非线性有限元法研究了固端约束对加载到非弹性及有限变形范围内的钢拱承载能力的影响。该方法考虑了有关材料非线性现象的两个重要因素,即屈曲区在横截面内和沿拱纵轴方向扩展以及由应变逆转引起的卸载。彻底检验了弯矩和轴向推力间相互作用的特殊性质,变位模式的变化情况,屈曲区和卸载区随荷载量级的扩展以及拱脚处的局部破坏。采用线性理论、二阶弹性理论和精确的非线性理论分析了直到稳定极限荷载时,钢拱的荷载—变位特性。

矩阵位移法中非节点荷载类型的拓展

矩阵位移法是以计算机作为计算手段求解结构内力的一种方法。矩阵位移法要求计算过程的程序化和通用性。在建立位移法基本方程时,要计算由非节点荷载引起的单元固端约束力,非节点荷载基本类型一般为七种,其固端约束力计算表达式均为已知。但实际作用在结构上的非节点荷载很复杂,为了使按矩阵位移法编写的程序有更好的实用性,可以增加非节点荷载类型,给出相应的固端约束力的计算表达式。