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钢筋混凝土构件在地震激励作用下可能发生钢筋屈曲。一旦纵筋屈曲,构件承载力将逐渐降低,对建筑物安全造成威胁。故对钢筋混凝土结构而言,钢筋屈曲与否以及屈曲后的性能直接影响结构的安全。研究钢筋屈曲的规律以及准确模拟钢筋屈曲后的性能对钢筋混凝土结构抗震具有重大意义。 本文主要研究工作: ①针对我国现行规范中常用的HRB400级钢筋,对6种直径共36根钢筋试件,按照不同长细比和加载方式进行循环加载试验,得到一系列实测应力-应变曲线。 ②在试验中测量钢筋试件中点处的横向位移。基于此横向位移并结合Rodriguez等提出的屈曲开始定义对本文的钢筋试验结果给出较为简便的屈曲开始定义。 ③在有限元平台Open Sees中对钢筋模型Reinforcing Steel Material的屈曲和疲劳损伤参数取值进行探索。 ④在Open Sees平台中基于钢筋模型Reinforcing Steel Material对本文完成的36个钢筋循环加载试验分别进行模拟,寻找相应的优化定参方法。 本文通过试验和Open Sees模拟分析得到以下结论: ①基于钢筋试件中点的横向变形数据并结合Rodriguez等建议的屈曲开始定义和验证试验中的应变差数据,对本文循环加载试验钢筋屈曲开始点定义为:自由长度为150mm的钢筋试件屈曲开始的临界条件为总横向位移大于等于0.7mm;自由长度为100mm的钢筋试件屈曲开始的临界条件为总横向位移大于等于0.65mm。 ②在Open Sees平台上采用由Kunnath等建立的引入了屈曲和损伤参数的修正Chang-Mander钢筋模型(Reinforcing Steel Material)能够较准确地模拟钢筋的低周反复加载应力-应变曲线。 ③在Open Sees平台上初步确定了钢筋屈曲、损伤参数的定参方法。 ④屈曲参数r与钢筋长细比的相关性较为明显,其趋势为:长细比越大,参数r越小。