SRC柱纖維單元塑性鉸長度的計算分析

劉中歡，吳梓楠

（華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣州 510640）

基于性能的抗震設(shè)計依賴于準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)非線性分析模型［1］，纖維單元因其高效的計算效率被廣泛運(yùn)用到結(jié)構(gòu)非線性分析模型中.根據(jù)計算方法的不同，纖維單元可分為基于剛度法的纖維單元和基于柔度法的纖維單元兩大類.基于剛度法的纖維單元利用線性Lagrange插值構(gòu)造軸向位移場，利用Hermite插值構(gòu)造切向位移場，單元內(nèi)部存在常值軸向應(yīng)變和線性曲率問題.基于柔度法的纖維單元則利用線性插值來求取截面彎矩，再通過截面柔度矩陣來求取截面變形，因此可有效避免線性曲率問題.但當(dāng)模擬強(qiáng)度軟化的構(gòu)件時，柔度法纖維單元由于塑性無法擴(kuò)散而存在明顯的塑性局部化問題，導(dǎo)致數(shù)值模擬難以收斂.

為解決柔度法纖維單元塑性局部化的問題，Coleman等［2］提出修正混凝土斷裂能的方法，其修正公式中包含端部積分點的權(quán)重項，對于積分點權(quán)重值不同的構(gòu)件，需要分別對其混凝土本構(gòu)進(jìn)行修正，因此該方法在使用上較為困難.Scott等［3］則通過使用Gauss-Radau積分來解決柔度法纖維單元塑性局部化問題，該方法在實際工程中更具可操作性.Gauss-Radau積分固定了端部積分點的權(quán)重，即事先指定了塑性鉸長度，因此塑性鉸長度的選取將直接影響到柔度法纖維單元的求解結(jié)果.

國內(nèi)外學(xué)者對鋼筋混凝土構(gòu)件的塑性鉸長度計算方法均有研究.如Priestley和Park［4］在1987年提出了考慮框架柱高和縱筋直徑的塑性……