[發明專利]一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法

在審

• 申請號: 201811258528.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109408964A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 郭海山;齊虎;田力達;劉康;范昕
• 申請（專利權）人: 中國建筑股份有限公司;中建工程研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 晁璐松;白云

1.一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，所述裝配式混凝土結構節點包括梁柱節點、柱腳節點和梁墻節點，其特征在于：包括纖維鉸單元、纖維單元、剛性桿單元、自由度耦合單元；預制混凝土構件接縫采用纖維鉸單元模擬，纖維鉸單元的長度取預制構件接縫寬度，或者取1mm至梁或柱構件截面高度三分之一的任意長度；纖維鉸單元包含模擬接觸面受壓的混凝土纖維以及模擬穿過預制構件接縫的鋼筋構件纖維，包括普通鋼筋構件纖維和預應力筋構件纖維；節點區域采用剛性桿單元模擬，以考慮節點剛域的影響；鋼筋采用能夠模擬包興格效應的材料單軸本構關系模擬，混凝土采用能夠考慮箍筋約束作用并且能夠反映反復荷載作用下損傷和性能退化的材料單軸本構關系。

2.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于：當模擬梁柱節點及梁墻節點時，在纖維鉸單元中根據預制梁截面構造以及穿過梁柱或梁墻節點接縫的配筋構造來定義纖維鉸單元截面構造；當模擬柱腳單元時，在纖維鉸單元中根據預制柱截面構造以及穿過柱腳節點接縫的配筋構造來定義纖維鉸單元截面構造。

3.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于，在纖維鉸單元中通過對單元各材料本構關系進行修正以達到精確模擬實際構件力學行為的目的。

4.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于，纖維鉸單元中，各纖維相互之間無粘結，只在構件端部剛性連接，各纖維應變沿單元長度方向均勻分布，采用自由度耦合單元或彈簧單元限制單元的剪切變形。纖維鉸單元也可采用纖維模型模擬，沿構件長度方向采用梯形積分，在單元兩端分別設置一個積分點，各纖維的軸向應變根據單元兩端應變的平均值確定。

5.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于，接縫區域以外的構件可采用非線性纖維梁柱單元、塑性鉸單元或者彈性桿單元模擬，并假定截面配筋包括預應力筋和普通鋼筋均與混凝土變形協調，截面變形符合平截面假定。

6.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于，通過相似變換，調整纖維鉸單元中混凝土材料的本構關系，將梁柱構件塑性區的壓縮變形等效為纖維鉸單元中混凝土纖維的壓縮變形，使二者在數值上近似相等。

7.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于，通過相似變換，根據纖維鉸單元的長度和實際構件中預應力筋無粘結段的長度，調整纖維鉸單元中預應力筋的彈性模量，使纖維鉸模型中預應力筋纖維的應力和實際預應力筋應力相等。

8.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于，通過相似變換，根據纖維鉸單元的長度和實際構件中普通鋼筋無粘結段的長度調整纖維鉸單元中普通鋼筋的彈性模量，使纖維鉸單元中普通鋼筋纖維的應力和實際普通鋼筋應力近似相等；所述普通鋼筋包括普通耗能鋼筋和抗剪鋼筋。

9.根據權利要求1所述的一種后張預應力裝配式混凝土結構節點的纖維鉸模擬方法，其特征在于：計算普通鋼筋無粘段長度時考慮應力滲透效應的影響。