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部分预应力混凝土受弯构件恢复力模型研究

李亮  
【摘要】:在三种不同类型的部分预应力混凝土受弯构件(包括部分预应力钢筋混凝土构件、预应力CFRP筋混凝土构件以及预应力钢骨混凝土构件)低周反复荷载试验的基础上,结合有限元分析与理论研究,建立了这三类部分预应力混凝土受弯构件的弯矩—曲率恢复力模型。本文的主要研究工作如下: (1)在总结国内外已有试验结果和理论研究的基础上,分别归纳了三类预应力混凝土构件在低周反复荷载下的滞回特性; (2)建立了考虑损伤的反复荷载下的混凝土本构模型,并将该模型应用于ABAQUS的有限元模型中,对三类构件在反复荷载下的荷载—位移骨架曲线进行了计算。结果表明,ABAQUS计算值与试验骨架曲线吻合较好。 (3)三类构件的骨架曲线均可简化为正反向非对称的三折线。本文通过对三类构件截面的理论分析,分别推导出了骨架曲线特征点的理论计算公式; (4)对于预应力钢筋混凝土和预应力钢骨混凝土受弯构件,构件屈服后滞回曲线的形状主要受钢筋(材)在反复荷载下的应力—应力滞回关系的影响,从而导致滞回曲线在再加载路径上有交于一定点的趋势。本文提出的模型考虑了这一定点的影响,并提出了相应的计算公式; (5)对于预应力钢筋混凝土和预应力CFRP筋混凝土受弯构件,受预应力筋的影响,滞回曲线会在正向卸载以及反向再加载路径上出现两个明显的刚度突变点,分别称之为捏拢点和反向刚度突变点。本文根据已有试验数据回归出了这两个点特征参数的计算公式; (6)基于理论的骨架曲线和滞回路径上的关键点,建立了三类构件在反复荷载下的滞回环规则。建议的恢复力模型理论计算值与试验曲线吻合良好。此外,本文还采用建立的恢复力模型对一榀两层两跨预应力混凝土框架的滞回曲线进行了模拟。 本文提出的恢复力模型能为预应力混凝土结构的非线性抗震分析提供理论基础和依据,有利于预应力混凝土结构在地震区的推广和应用。


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