微平面模型在SRC低剪力墙有限元分析中的应用

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型钢混凝土(SRC)低剪力墙是在普通钢筋混凝土(RC)低剪力墙基础上加配型钢或钢板而形成的钢-混凝土组合剪力墙。SRC低剪力墙因其承载力高、刚度大等诸多优点,在工程实践中得到了广泛的应用。由于SRC低剪力墙原型结构的体量较大,变形以剪切为主,受力性能复杂,受场地、加载装置等客观条件限制,现有试验的规模和数量都远远不足,因此采用有限元数值模拟方法研究SRC低剪力墙的受力性能成为一种非常重要的研究手段。在有限元分析模型中,混凝土本构模型的选取是影响有限元模拟效果的重要因素,但由于混凝土受力性能非常复杂,当前混凝土本构模型往往存在参数设置困难、复杂受力行为模拟效果较差等问题,在一定程度上影响了SRC低剪力墙的有限元模拟效果。微平面模型是Bazant等学者针对混凝土提出的本构模型,该模型能够比较准确的模拟素混凝土在双轴拉压、往复加载等多种复杂受力状态下的力学行为,且模型参数设置简单、理论依据明确,近年来被越来越广泛的应用于钢筋混凝土构件的有限元模拟中。本文以微平面模型M4为基础,基于Abaqus FEA软件平台编制的材料用户子程序,对素混凝土板、SRC低剪力墙进行有限元数值模拟,并与试验结果、通用软件自带混凝土模型分析结果进行对比验证。为在SRC低剪力墙数值模拟中混凝土材料模型的选取提供参考和依据。分析结果表明,本文有限元分析模型能较好模拟SRC低剪力墙的各部件的宏观受力特征,荷载-位移曲线的模拟结果与试验结果较为吻合,计算峰值荷载与实测峰值荷载的吻合良好,相对于通用软件自带的混凝土模型,微平面模型具有参数设置明确、模拟效果好、计算结果稳定等优点。
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