基于ABAQUS高强轻骨料混凝土深受弯构件抗剪性能分析

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高强轻骨料混凝土(high-strength lightweight aggregate concrete,简称HSLAC)具有强度高、质量轻、耐久性好等特点,已广泛应用于桥梁工程、高层建筑等,将其应用于结构中能有效减轻结构自重、减小截面尺寸,有利于改善整体结构抗震性能。同时深受弯构件斜截面破坏属D区受剪破坏,国内外未形成统一理论对其进行计算。然随着有限元软件的不断更新发展,数值模拟方法成为研究该类构件的热点方法。因此,开展基于有线元软件的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪承载力计算方法研究,可为该类构件受剪破坏提供重要的理论研究依据。本文以已做集中荷载作用下8根剪跨比0.25~1.0、跨高比为2.0和3.0的LC40级高强轻骨料混凝土简支深受弯构件受剪性能试验为研究基础,采用基于ABAQUS有限元软件进行数值模拟,并考虑损伤,验证该软件研究该类构件受剪承载力的合理性和准确性,研究表明:(1)模拟受剪承载力与试验结果吻合较好,误差在0.78%~9.91%之间;(2)由于试验条件有限,试验未得荷载-挠度曲线下降段,然模拟所得荷载-挠度曲线与试验曲线在上升段基本吻合;(3)通过分析模拟构件的破坏形态、应力分布及裂缝发展等,均表明与试验较好吻合。综上表明,应用有限元软件ABAQUS分析高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪承载力的可行性和合理性。同时,基于该有限元软件,对深受弯构件进行了参数分析。通过进一步改变跨高比和剪跨比范围,分析剪跨比和跨高比对高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能的影响,分析表明:(1)集中荷载作用下,跨高比变化对构件受剪承载力影响较小,而剪跨比显著影响其受剪性能,随着剪跨比减小,承载力显著增大;(2)模拟荷载-挠度曲线随剪跨比不同明显呈阶梯分布,显然跨高比对荷载-挠度曲线研究影响很小;(3)随着跨高比和剪跨比的不断增加,深受弯构件破坏时的弯曲特征逐渐显著。
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