钢筋混凝土结构开裂的非线性模型应用研究

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发布时间：2022-07-13

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摘要：本文采用三维非线性有限元方法，选用塑性损伤及弥散裂缝模型模拟混凝土，选用通用的理
想弹型性模型模拟钢筋。首先对钢筋混凝土悬臂梁开裂后应力进行计算，计算結果与解析解的对比验
证了模型的正确性：然后将上述模形应用于实际工程一丹达电站拱计算分析中结果表
明：采用上述模型时，计算结果合理，对于混凝土材料非线性关系的模拟是行之有效的，以丹达河水
电站拱坝闸墩为例，计算成果可作为闸墩配筋设计的依据。
关键词：钢筋混凝土；非线性分析；本构模型；塑性损伤；弥散裂缝
中图分类号：TV662.2
文献标识码：B
文章编号：1000-0860(2015)06-0100-05
Study on application of nonlimear model for cracking of reinforced concrete structure
SU Weiqiang, HE Li
( Yunnan Institute of Water & Hvdropower Enaineening Investigation . Design and Reseurch. Kunming 650021. Yun. China
Abstract: With 3 - D nonlinear finite element rnethod , concrete is simulated by both the plastic damage Inodel and the smeared
crack model and reinforcement is simulated by the conventional ideal elastic-plastic first, the stres after cracking of
rcinforced concrete cantillever beam are calculated for verifying ties of the mode comparison made between the
calculation and the analytical solution , and then the modcls mentioncd above are applied to the calculation and analysis of the ac
tual project —the gate pier of the arch dam for Dandahe Hydropower Station.The result shows that when the rmodels mentioned a-
bove are adopted, the calculation results areasonable and feasible for the simulation of the nonlinear relationcrete
materials, By taking the gate pier of the arch dam for Dandahe Hydropower Station as a case, the caleulation result can provide
a basis for the design of reinforcement for the gate pier.
Key words：reinforced concrete；nonlinear analysis；comstitutive model；the plastic damage；smeared crack
混凝土及钢筋混构在实际工程中应用广泛，
事实表明，在常见的梁、框架等简单钢筋混凝土
包括大坝、房屋、桥梁、核电站安全壳等。在这些结
结构设计中，可采用设计规范中一套常规的计算方
构的设计及研究中，如混凝土拱坝，主要采用结构力
法，对于离岸结构、水电站蜗壳及牛腿等比较复杂的
学方法(拱梁分载法)进行分析，由于该方法的局限性，
结构，有限元法是极有效的工具。
许多复杂的因素如坝体开孔、施工过程及坝体接缝对
1 材料模型
坝体应力的影响，局部开裂后的应力重分布等都是难
以考虑的 T 。而对于钢筋混凝土结构，即使是一根简支
1.1 混凝土本构模型
梁，受正常设计荷载作用，也会出现混凝土开裂和钢筋
混凝土本构模型较为多样，不同分析软件自带数
握裹力的局部破坏等非线性行为，用传统的结构力学很
难计算出这些结构反应。因而，现行的钢筋混凝土结构
收稿日期：2015-01-29
设计方法实质上是基于大量实验资料的经验方法[2]。
作者简介：苏卫强(1971一)，男，高级工程师，设计分院院长。