钢筋混凝土梁动态试验与数值模拟

第一作者李敏女，博士，讲师，1981年生

邮箱:cnlm225@126.com

钢筋混凝土梁动态试验与数值模拟

李敏1，李宏男2

(1.大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁大连116023； 2.大连理工大学 建设工程学部，辽宁大连116024)

摘要：试验研究、数值模拟地震作用范围内加载速率对钢筋混凝土梁影响。试验研究混凝土强度、钢筋强度、剪跨比、加载速率及加载模式等对钢筋混凝土梁力学及变形性能影响；基于ABAQUS有限元软件建立钢筋混凝土梁计算模型，考虑钢筋、混凝土的率敏感性，对梁试件在不同工况下动态性能进行数值模拟；模拟结果与试验结果吻合较好。

关键词：加载速率；钢筋混凝土梁；地震作用；试验研究；数值模拟

收稿日期：2014-01-08修改稿收到日期：2014-03-12

中图分类号:TU375文献标志码：A

Dynamic tests and numerical simulation of reinforced concrete beams

LIMin1,LIHong-nan2(1. School of Marine and Civil Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China； 2. Faculty of infrastructure Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)

Abstract:The effects of loading rate that might be experienced during earthquakes on reinforced concrete beams were experimentally and numerically studied here. Firstly, the effects of loading rate on mechanical properties and deformation of reinforced concrete beams were experimentally studied with the variation of several parameters including concrete strength, steel strength, shear span ratio, loading rate and loading mode. Then, based on the finite element software ABAQUS, considering the strain rate sensitivity of concrete and steel, the dynamic performances of reinforced concrete beams under different loading conditions were simulated, and the simulation results agreed well with the test ones.

Key words:loading rate; reinforced concrete beam; seismic loading; experimental study; numerical simulation

本文试验研究、数值模拟加载速率对钢筋混凝土梁的影响。考虑混凝土强度、钢筋强度、剪跨比及加载模式等参数，试验研究加载速率对钢筋混凝土梁力学及变形性能影响；并基于ABAQUS有限元软件建立钢筋混凝土梁计算模型，考虑钢筋、混凝土的率敏感性对梁试件在不同工况下的动态性能进行有限元数值模拟。

1试验内容

1.1试验概况

本试验所用钢筋混凝土梁共16根，长度均2 500 mm, 截面为矩形150 mm×250 mm，保护层厚30 mm。纵筋直径18 mm，配筋率1.6%；箍筋直径6.5 mm, 间距200 mm，配筋率0.22%。试件设计考虑混凝土强度等级(C30，C50)、纵筋强度等级(HRB335，HRB400)、剪跨比(λ=5.5，λ=3.0)、加载方式(单调及循环加载)、加载速率(0.05 mm/s，30 mm/s)。试验梁尺寸及配筋见图1。试件参数及不同工况下模拟与试验结果承载力见表1，其中试件编号含义为：B代表梁试件，30代表C30混凝土，50代表C50混凝土，S代表准静态加载，D代表快速加载，M代表单调加载，C代表循环加载，1代表剪跨比5.5，2代表剪跨比3。……