基于纤维截面的弯剪耦联薄壁墩柱模拟模型

摘要

钢筋混凝土(RC)桥墩构件常采用空心截面,震害调查表明其失效模式多表现为弯剪耦联的非线性破坏.本文提出一种基于纤维截面、考虑弯剪耦联变形的混凝土墩柱模拟模型.首先将双轴材料本构引入纤维材料状态的计算,然后通过纤维截面积分,得到适用于Timoshenko梁柱单元的截面刚度矩阵,最终实现考虑弯剪耦联效应的梁柱单元.其中,双轴RC本构模型采用往复软化薄膜模型(CSMM),并对CSMM中单轴混凝土滞回模型进行修正.通过引入纤维间变形协调条件并采用Newton迭代法,确定截面和纤维状态.最后,通过一个缩尺薄壁桥墩构件拟静力试验的模拟分析进行对比验证,分析结果表明该模型精度较高,对弯剪耦联导致的强度和刚度退化以及捻缩效应模拟较好,且计算效率较实体模型高.