Posts tagged ‘约束混凝土’

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Saatcioglu & Razvi约束混凝土受压本构资料整理,感谢 林乐斌 师弟帮忙 :-)  8-)

  • 文档整理(Author:

崔济东(JiDong Cui),林乐斌(LeBin Lin

  • Saatcioglu & Razvi 混凝土本构介绍(Introduction

箍筋的配置对核心混凝土具有侧向约束作用,可以显著提高混凝土的强度和延性。合理考虑这一约束作用是保证结构非线性地震反应分析结果准确性的基础。工程实践中,常采用约束混凝土本构模型来考虑箍筋对核心混凝土的约束作用。目前已提出多种模型,其中Saatcioglu & Razvi 混凝土本构模型是较为常用的约束混凝土模型之一,该模型由Murat Saatcioglu和Salim R. Razvi[1]于1992年提出。Saatcioglu & Razvi 混凝土本构模型和Mander[2]混凝土本构模型的思路基本一致,都是通过将箍筋约束的作用等效为侧向约束应力,进而确定约束混凝土本构的峰值强度和峰值强度对应的应变。两者不同的是,Mander模型直接利用两个方向的等效侧向约束力,因此当两个方向侧向约束力不相同的时候,峰值强度的计算就比较麻烦,不能直接用公式获得,而Saatcioglu & Razvi混凝土本构模型则采用等效均匀侧向约束力,即对于两个方向侧向约束不相等地情况,将侧向约束力等效为各向均匀分布侧向约束力的情况来计算,因此,相对于Mander模型,Saatcioglu & Razvi混凝土本构模型的约束混凝土峰值强度的计算较方便。Saatcioglu & Razvi混凝土本构模型可以考虑圆形截面、矩形截面、长方形截面,可考虑多种配箍形式,并可通过等效侧向力叠加的方式考虑截面中存在多种配箍形式的情况。

  • Saatcioglu & Razvi 混凝土本构基本公式 (Basic Equation of Saatcioglu & Razvi Concrete Model

SRModel-Stress-Strain
SRModel-BasicEquation

SRModel-BasicEquation2

  • 整理成Excel表格(Convert to Excel

SRModel-Excel1

SRModel-Excel2

  • 实例(Example

(1)螺旋箍筋圆形截面SRModel-Example1

SRModel-Example1-Graph

(2)矩形配箍截面

SRModel-Example2

SRModel-Example2-Graph

  • 文档下载(Document Download

Download : Saatcioglu & Razvi Concrete Model资料整理 (Under Construction)

  • 文档参考(Document References

[1] Saatcioglu M, Razvi S R. Strength and ductility of confined concrete[J]. Journal of Structural Engineering. 1992, 118(6): 1590-1607.

[2] Mander J B, Priestley M J N, Park R. Theoretical stress-strain model for confined concrete[J]. Journal of Structural Division,ASCE. 1988, 114(8): 1804-1826.

  • 相关博文(Related Posts

[1] Mander Confined Concrete Model 资料整理

[2] Modified Kent & Park Concrete Model 资料整理

[3] 钱稼茹约束混凝土模型-资料整理

[4] [软件]Mander Confined Strength Ratio Calculator[Mander混凝土本构约束强化系数]

  • 注释(Comments

整理了Saatcioglu & Razvi混凝土应力应变模型的参数计算方法,并编制Excel表格,希望对大家有用。如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。 :-)  :-)

有任何意见和建议,欢迎大家与我分享和交流。我的邮箱:jidong_cui@163.com

继续整理常用的单轴混凝土受压本构资料,这次主要是将国内钱稼茹老师针对我国规范提出的约束混凝土应力-应变模型整理成文档。另外,十分感谢 林乐斌 师弟帮忙整理 :-) :-)

  • 文档整理(Author:

崔济东(JiDong Cui),林乐斌(LeBin Lin

  • 钱稼茹混凝土模型介绍(Introduction

钱稼茹混凝土应力-应变模型是由钱稼茹等人[1]提出的,通过配置普通箍、拉筋复合箍和井字复合箍RC柱的中心受压试验,给出了配箍特征值λv在我国抗震设计规范[2]规定范围内的约束混凝土的应力应变关系。该模型既可以考虑约束混凝土又可以考虑非约束混凝土,当配箍特征值λv为0时,退化为非约束混凝土模型。模型适用于配箍特征值λv不大于0.24的混凝土构件。

  • 钱稼茹混凝土模型公式(Equation

钱稼茹混凝土模型-示意图

钱稼茹混凝土模型-公式1 钱稼茹混凝土模型-公式2

  • 整理成Excel表格(Convert to Excel

钱稼茹混凝土模型-Excel表格

  • 实例(Example

钱稼茹混凝土模型-实例

  • 计算结果(Results

Excel计算过程:

钱稼茹混凝土模型-实例Excel计算过程

应力-应变曲线:

钱稼茹混凝土模型-实例结果

  • 文档下载(Document Download

Download : 钱稼茹约束混凝土模型-资料整理 (Under Construction)

  • 文档参考(Document References

[1] 钱稼茹,程丽荣,周栋梁. 普通箍筋约束混凝土柱的中心受压性能[J]. 清华大学学报(自然科学版). 2002, 42(10): 1369-1373.

[2] GB 50011—2001 建筑抗震设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2001.

  • 相关博文(Related Posts

[1] Mander Confined Concrete Model 资料整理

[2] Modified Kent & Park Concrete Model 资料整理

  • 注释(Comments

整理了钱稼茹混凝土应力应变模型的参数计算方法,并编制了Excel表格,希望对大家有用。如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。 :-)  :-)

有任何意见和建议,欢迎大家与我分享和交流。我的邮箱:jidong_cui@163.com

  • 引言(Introduction):

上一篇博文Mander Confined Concrete Model 资料整理总结了Mander模型参数的计算方法,其中该模型十分关键的一个参数为约束混凝土的峰值强度fcc’。关于fcc’的确定,Mander模型原文(Ref. 1)给出的方法为:首先确定两个方向的约束系数,然后通过查图得到约束强度系数(Confined Strength Ratio),进而得到fcc’(博文Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]》也提到),不方便使用。

原文给出的约束强度系数(Confined Strength Ratio – fcc’/fco’)图:

Confined Strength Ratio - Mander

为此,编制小程序计算Mander模型的约束强度系数,程序如下图所示。

ManderConfinedStrengthRatioCalculator

  • 程序功能(Program Features

程序通过输入两个方向的有效约束系数,计算Mander混凝土模型的约束强度系数,省去查图的过程,方便平时做数值模拟。

This program is for calculation of the Confined Strength Ratio of Mander Confined Concrete Model proposed by Mander  in 1988. 

  • 实例(Examples):

(1)柱子非约束混凝土强度fco’ = 30Mpa,两个方向的约束应力为flx’ = 2.7Mpafly’ = 5.1Mpa,求约束混凝土的峰值强度fcc’(Consider a column with an unconfined strength of fco’=30Mpa and confinning stresses in two direction are flx’= 2.7Mpa and fly’ = 5.1Mpa respectively,calculate the compressive strength  fcc’ of the confined concrete)

约束系数计算( Confinning stresse ratio ):

 flx’/fco’ = 2.7/30 = 0.09;

 fly’/fco’ = 5.1/30 = 0.17;

软件计算过程(Get Confined Strength Ratio by Software):

输入两个方向的约束应力系数,点击“Calculate”按钮。(Input the confinning stresse ratio in two direction and press the ‘Calculate‘ button.

ManderConfinedStrengthRatioCalculator-Example1

约束混凝土强度系数(Confined Strength Ratio):

 fcc/fco’ = 1.6515760

约束混凝土强度(compressive strength  fcc’ ):

fcc‘ = 1.651576 × 30 = 49.55 Mpa

读图(Get Confined Strength Ratio from Figure):

mander强度提高系数-Example1

(2)柱子非约束混凝土强度fco’ = 30Mpa,两个方向的约束应力为flx‘ = 3.0Mpafly’ = 8.4Mpa,求约束混凝土的峰值强度fcc’(Consider a column with an unconfined strength of fco’=30Mpa and confinning stresses in two direction are flx’= 3.0Mpa and fly’ = 8.4Mpa respectively,calculate the compressive strength  fcc’ of the confined concrete)

约束系数计算( Confinning stresse ratio ):

 flx’/fco’ = 3.0/30 = 0.1;

 fly’/fco’ = 8.4/30 = 0.28;

软件计算过程(Get Confined Strength Ratio by Software):

输入两个方向的约束系数,点击“Calculate”按钮。(Input the confinning stresse ratio in two direction and press the ‘Calculate‘ button.)

ManderConfinedStrengthRatioCalculator-Example2

约束混凝土强度系数(Confined Strength Ratio):

 fcc/fco’ = 1.7971448

约束混凝土强度(compressive strength  fcc’ ):

fcc= 1.7971448 × 30 = 53.91 Mpa

读图(Get Confined Strength Ratio from Figure):

mander强度提高系数-Example2

  • 程序下载(Program Download

Download : Mander Confined Strength Ratio Calculator

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  • 参考文献(Reference

[1]  Mander J B, Priestley M J N, Park R. Theoretical stress-strain model for confined concrete[J]. Journal of Structural Division,ASCE. 1988, 114(8): 1804-1826.

  • 相关博文(Related Posts

[1]  Mander Confined Concrete Model 资料整理

[2]  Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]


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  • 注释 ( Comments )

  ( 软件是免费的。如果你发现软件有bug或者软件使用有问题,请留言给我,或者通过邮箱联系我。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果你喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! :-)   :-)   :-)

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整理资料,将Mander约束混凝土模型(Confined Concrete Model)的参数取值方法整理成文档,给出实例,并编制Excel表格,方便使用。

  • 介绍(Introduction

箍筋的配置对核心混凝土具有侧向约束作用,可以显著提高混凝土的强度延性。合理考虑这一约束作用是保证结构非线性地震反应分析结果准确性的基础。工程实践中,常采用约束混凝土本构模型来考虑箍筋对核心混凝土的约束作用。目前已提出多种模型,其中Mander混凝土本构模型是较为常用的约束混凝土模型之一,该模型由Mander、PriestleyPark于1988[1]年提出。Mander模型通过计算箍筋的有效约束应力并利用极限强度准则maximum strength criterion)计算约束混凝土的峰值强度,模型的骨架曲线通过三个参数( fcc’、εcc  和 Ec )既可确定,该模型适用于矩形圆形混凝土截面。

  • Mander约束混凝土本构模型(Mander Confined Concrete Model

ManderConcreteModel

MandereConcreteEquation

  • 整理成 Excel文档(Convert to Excel Document

螺旋箍筋或圆形箍筋的 Mander 模型 Excel 表格(Excel for Mander Concrete Model of RC Column Confined by Spirals or Circular Hoops):

ManderExcel-CircularSection

矩形配箍的 Mander 模型 Excel 表格(Excel for Mander Concrete Model  of RC Column confined by Rectangular Hoops):

ManderExcel-RectSection

  • 实例1 — 螺旋箍筋圆形截面(Example 1 – Sections Confined by Spirals

ManderConcreteModel-Example1

  • 实例2 — 矩形墙截面(Example 2- Rectangular Wall Section

ManderConcreteModel-Example2

  • 实例3 — 正方形截面(Example 3- Square Section

ManderConcreteModel-Example3

  • 文档下载(Document Download

Download : Mander Confined Concrete Model 资料整理 (Under Construction)

  • 文档参考(Document References

[1]  Mander J B, Priestley M J N, Park R. Theoretical stress-strain model for confined concrete[J]. Journal of Structural Division,ASCE. 1988, 114(8): 1804-1826.

  • 相关博文(Related Posts

[1]  Modified Kent & Park Concrete Model 资料整理

[2]  Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]


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  • 注释 ( Comments )

整理了Mander约束混凝土本构模型的参数计算方法,编制了相应的Excel表格,希望对大家有用。如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。

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  • Kent & Park和修正Kent & Park 混凝土模型 ( Kent & Park vs Modified Kent & Park Concrete Model )

Kent & Park混凝土应力应变模型由Kent和Park[1]于1971年提出,该模型既可以考虑约束混凝土又可以考虑非约束混凝土。但对于约束混凝土,该模型仅考虑箍筋对混凝土的延性提高作用,并不考虑箍筋对混凝土强度的提高作用。因此,Scott、ParkPriestley[2]于1982发表的文章中又对改模型进行了修正,通过引入强化系数K,同时考虑了箍筋对混凝土的延性和强度的提高作用,这一模型被称为修正的Kent & Park模型。由于Kent & Park类模型的简单而不失精度的特性,使得模型应用十分广泛。OpenSees中的Concrete 01Concrete 02单轴混凝土材料受压部分的骨架曲线就是基于Kent & Park类模型。

  • Kent & Park混凝土模型( Kent & Park Concrete Model)

Kent Park

KentPark-Equation

 

  • 修正Kent & Park混凝土模型( Modified Kent & Park Concrete Model)

Modified Kent Park

Modified-Kent-Park-Equation

 

  • 整理成Excel (Convert to Excel Document)

KentParkExcel

  •  实例 (Example)

KentPark-Example

  • 结果(Results)

KentPark-Results

  • 文档下载(Document Download

Download : Modified Kent & Park Concrete Model 资料整理 (Under Construction)

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[1]  Mander Confined Concrete Model 资料整理

[2]  Mander Confined Concrete Model – Confined Strength Ratio [Mander混凝土本构约束强化系数]


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  • 注释 ( Comments )

整理了Modified Kent & Park Concrete Model 约束混凝土本构模型的参数计算方法,编制了相应的Excel表格,希望对大家有用。如有错误或遗漏,欢迎大家批评指正。

  ( 邮箱:jidong_cui@163.com . 如果你喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! :-)   :-)   :-)

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Mander约束混凝土本构模型是钢筋混凝土结构弹塑性分析常用的混凝土本构模型。然而该模型的约束混凝土抗压强度计算比较繁琐,原文(Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete)仅给出等围压作用下约束强化系数的计算公式,对非等围压作用下约束强化系数的计算,原文通过查表的方式给出,如下图所示,不利于工程应用。
Confined Strength Ratio - Mander
仔细阅读原文发现,Mander约束本构模型的破坏面(failure surface)是基于William-Warnke 5 参数模型通过试验数据回归得到的。根据回归的实验数据,可通过计算获得相应的强化系数,以下给出侧压从0到0.88fc变化时非等围压作用下约束强化系数的计算结果。

Mander_1

将数据转换成原文的格式,如下图所示,红色虚线是等围压约束情况的强化系数。

Mander_2

 

从上图可看出,随着侧向压力的不断增大,约束系数的增长变得缓慢,曲线变得越来越密。当等围压达到0.88fc时,约束系数可达3.35。

PS. 对于工程中常用的柱子,围压系数基本分布在0~0.3的范围,参考规范可知。

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