关键词
耗能系梁;摇摆结构;自复位结构;双肢桥墩;粘结滑移;滞回复现;论文复现;无粘结预应力
模拟背景
采用无粘结预应力实现自复位的桥墩具有残余位移小,滞回曲线捏缩的特性;
由于耗能能力较低,采用耗能阻尼器作为系梁能够改善其耗能特性;
无粘结预应力、钢筋混凝土粘结滑移等复杂要素叠满的滞回曲线有限元难以复现。
复现内容
本期教程复现了某篇浙江大学学报中的带耗能系梁摇摆自复位双肢桥墩。根据论文图示描述,自复位桥墩在底部与顶部均张拉无粘结预应力,中部耗能系梁采用波纹钢板组件。
试件构造
阻尼器构造
模拟要点
模拟主要有以下几个要点:
1. 如何考虑无粘结预应力的预应力孔道;
2. 如何考虑钢筋与混凝土的粘结滑移;
3. 如何考虑阻尼器的作用。
模拟技术
本教程采用连接器单元实现了无粘结预应力的预应力孔道和钢筋与混凝土间的粘结滑移,并采用精细化有限元分析方法建立了带波纹钢板阻尼器的双肢桥墩模型。
ABAQUS 模型
破坏形态对比
试验结果表明,混凝土桥墩底部、顶部以及阻尼器连接区域发生明显开裂,阻尼器发生较大变形,发挥了明显的耗能作用。有限元受拉损伤云图发展趋势与试验中的裂纹发展趋势一致,阻尼器的变形形态也与试验结果吻合。
混凝土破坏形态对比
滞回曲线对比
有限元模拟所得的滞回曲线呈现与试验曲线一致的捏缩,且加卸载刚度和试验结果吻合。骨架曲线出现下降段,与试验结果相同。
滞回曲线对比
结语
复杂钢筋混凝土结构(或组合结构)滞回模拟一直都是有限元分析中的棘手问题,尤其是复杂的材料本构,粘结滑移关系,相互作用机制难以把控。本教程针对已有模型进行讲解,也可为其他复杂结构滞回提供一定的参考。
编者丨会CAE的喵星人