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ABAQUS軟件的使用客戶(hù)涵蓋了航空航天、土木工程、橋梁設(shè)計(jì)等眾多領(lǐng)域。該有限元分析軟件已被全球工業(yè)界廣泛接受，并擁有世界最大的非線(xiàn)性力學(xué)用戶(hù)群，它不斷吸收最新的分析理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)成果，領(lǐng)導(dǎo)全球有限元非線(xiàn)性技術(shù)的發(fā)展。
ABAQUS軟件為用戶(hù)提供了諸如彌散鋼筋單元和混凝土損傷模型等豐富的單元類(lèi)型與材料模型，擁有強(qiáng)大的彈塑性分析能力。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析方面的運(yùn)用情況顯示，該軟件可以提供大量的結(jié)構(gòu)信息，尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)作非線(xiàn)性分析時(shí)，例如結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力應(yīng)變、混凝土受損狀態(tài)等。利用鋼筋混凝土非線(xiàn)性有限元分析方法不僅可以得到結(jié)構(gòu)內(nèi)力，得知變形發(fā)展的全過(guò)程，而且可以反映破壞過(guò)程。本文對(duì)鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析模擬，研究其極限承載力和應(yīng)力分布情況。這對(duì)研究類(lèi)似混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的性能和優(yōu)化工程設(shè)計(jì)都具有重要意義。
ABAQUS軟件為用戶(hù)提供了彌散開(kāi)裂(smeared crack concrete SCC)模型、脆性破壞(brittle crack con-crete BCC)模型和損傷塑性(concrete damaged plasticity CDP)模型三種混凝土類(lèi)材料本構(gòu)模型。三者中，基于連續(xù)介質(zhì)的混凝土損傷塑性模型是通過(guò)各向同性損傷彈性及拉壓塑性的模式描述混凝土非彈性行為的，其中損傷因子是考慮材料失效特性的重要參數(shù)。該模型考慮了混凝土材料拉裂和壓碎的差異，可模擬損傷引起的材料退化特征，這種退化主要表現(xiàn)在拉伸屈服后的軟化和壓縮屈服后的硬化。該模型假定混凝土材料的失效主要是拉裂和壓碎。
混凝土采用八節(jié)點(diǎn)減縮積分實(shí)體三維單元，而普通鋼筋采用二節(jié)點(diǎn)線(xiàn)性析架單元T3D2。其中，節(jié)點(diǎn)具有水平位移與垂直位移兩個(gè)自由度，節(jié)點(diǎn)間應(yīng)力均為常量。鋼筋與混凝土之間的相互作用關(guān)系借助于埋入單元(embedded element)將鋼筋嵌入混凝土予以體現(xiàn)，以埋入單元作為兩者的連接單元，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移關(guān)系通過(guò)拉伸硬化模塊進(jìn)行模擬。
本研究采用有限元分析軟件ABAQUS建立梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的三維模型。對(duì)滿(mǎn)跨剪力墻梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)ZHL-1進(jìn)行全過(guò)程分析，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30。ZHL-1中的轉(zhuǎn)換梁尺寸200 mmx360 mm，框支柱尺寸為280 mmx280 mm，柱高800 mm，墻體厚度70 mm，取三層，層高均為600 mm。ZHL-1模型尺寸及配筋圖。試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎秘Q向靜載逐級(jí)加載的方式，在上部墻體頂部施加豎向?qū)ΨQ(chēng)點(diǎn)荷載。實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度指標(biāo)和鋼筋強(qiáng)度指標(biāo)分別如表所示。表中，左邊4根鋼筋為一級(jí)鋼筋，右邊3根為二級(jí)鋼筋。
ABAQUS軟件提供了比較準(zhǔn)確的材料本構(gòu)模型，然而對(duì)模型中參數(shù)賦值的參考資料較少。為了更加精確地模擬分析，結(jié)合規(guī)范給出了該模型所需參數(shù)的確定方法。其中，彈性階段的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是通過(guò)混凝土的楊氏模量E和極限彈性應(yīng)力定義的，非彈性階段的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系則采用規(guī)范，提供的混凝土本構(gòu)關(guān)系確定。
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