装配式结构中半灌浆套筒钢筋连接的本构关系研究

摘要

装配式结构是我国建筑领域研究和发展的新方向。装配式剪力墙结构有限元分析中，对钢筋连接处的合理模拟是关键。基于实体单元的钢筋连接处的模拟计算量大，而直接采用钢筋本构模拟连接处的方法则过于简单。因此将钢筋连接处视为一个整体接并给出相应的本构关系不失为一种好的折衷办法。
　　本文基于半灌浆套筒钢筋连接的单调拉伸试验和反复加载试验，采用多因素线性回归分析，提出了半灌浆套筒钢筋连接单向拉伸下的本构关系，并以该本构关系为依据，实现了对钢筋连接循环加载的拟合，最后将循环加载下钢筋连接的模型应用于装配式剪力墙的模拟中，与试验对比，验证了该方法的适用性。本文完成具体工作为：
　　①完成了21个半灌浆套筒钢筋连接试件的单调拉伸试验和8个半灌浆套筒钢筋连接试件在两种不同循环方式下的加载试验。试验结果表明，试件在单调拉伸试验中应力-应变呈现出线性增长、非线性增长、等效屈服和强化后破坏共4个阶段，且试件在线性增长阶段弹性模量约为钢筋弹性模量的一半；试件在循环加载下，延伸率与其受力情况以及循环次数相关。拉拉循环下的延伸率比拉压下的延伸率要大，且拉拉循环下的循环次数也比拉压循环下的次数多，且所有试件循环加载下的延伸率都要小于其单调拉伸下的延伸率。
　　②基于上述试验，将获得的单调拉伸试验曲线按照特征点进行简化，提出钢筋连接试件在单调拉伸下的本构模型。并使用统计学软件SPSS对该本构关系进行多因素影响下的线性回归分析，确定了本构模型中特征点的定参方法和建议取值。
　　③使用本文推荐骨架线的钢筋滞回模型，在OpenSees软件中实现了对钢筋连接循环加载试验的模拟，对比试验结果吻合良好，表示此方法可以良好的模拟钢筋连接在循环加载下的实际情况。
　　④使用ABAQUS软件对本课题组已经完成的装配式剪力墙试件进行不同建模方式的比较分析，本文方法与试验结果吻合良好，验证此方法安全有效。同时通过不同方法间的对比，认为本文模拟方法较现有模拟方法更为精确，模拟结果更符合装配式剪力墙实际的受力特征。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究目的及内容

2 半灌浆套筒钢筋连接试件的试验方案

2.1 试件设计

2.2 试件的材料性能

2.3 试件加工及组装

2.4 试验加载制度

2.5 试验装置

2.6 测量内容及方法

3 半灌浆套筒钢筋连接试件试验过程及试验现象

3.1 概述

3.2 钢筋试件的单向拉伸试验

3.3 半灌浆套筒钢筋连接试件的单向拉伸试验

3.4 半灌浆套筒钢筋连接试件循环加载试验

4 试验结果分析及本构模型提出

4.1 钢筋单调拉伸试验结果分析

4.2 钢筋连接单调拉伸试验分析及本构关系研究

4.3 钢筋连接循环加载下的试验结果及模拟验证

4.4 本章小结

5 本构模型有效性验证

5.1 验证采用的装配式剪力墙试验介绍

5.2 采用不同方法对试验建立有限元模型

5.3 模拟结果分析

5.4 模拟误差分析

5.5 本章小结

6 结论和展望

6.1 全文总结

6.2 今后研究展望

致谢

参考文献