Journal of Civil Engineering and Management (Jun 2006)
Elasticâ€plastic fracture analysis of structural columns
Abstract
This research is achieved in the general frameâ€work of the study of the concrete behaviour. It has for objective the development of a numerical tool able to predict the behaviour of reinforced concrete columns with circular and square crossâ€sections under an increasing compressive axial load. The concrete behaviour is assumed as elasticâ€plastic model with an associated flow rule in compression region and as elastic with tension stiffening behaviour in the tension region. Two yield surfaces have been taken into account according to the Druckerâ€Prager and Rankine failure criterions. However, the reinforcing steel is assumed as an elastic strain hardening model. A finite element method using solid cube elements for concrete, and bar elements for the reinforcement have been used. Correlation study between numerical and experimental results is conducted with the objective to establish the validity of the proposed model and identify the significance of the transverse reinforcement volumetric ratio effect on the response of reinforced concrete members. Good agreement has been observed in comparing these results. Tampriai plastinių kolonų analizÄ—, taikant pažaidų mechanikos principus Santrauka Tyrimuose nagrinÄ—ta betono elgsena. Pagrindinis darbo tikslas – sukurti skaitinį algoritmÄ… auganÄia aÅ¡ine gniuždymo jÄ—ga veikiamų apskrito bei kvadratinio skerspjÅ«vio gelžbetoninių kolonų elgsenai analizuoti. Betono elgsenai modeliuoti taikytas tampriai plastinÄ—s medžiagos modelis. Gniuždomojo betono modelyje įvertintos plastinÄ—s deformacijos. Tempiamosios zonos betono modelyje įvertinta armatÅ«ros ir betono sÄ…veika ruožuose tarp plyÅ¡ių. Betonui modeliuoti taikytas Drucker-Prager plastiÅ¡kumo modelis ir Rankine irimo kriterijus. ArmatÅ«rai imtas stiprÄ—janÄios medžiagos idealizuotasis modelis. SkaiÄiavimai atlikti taikant baigtinių elementų metodÄ…. Diskretizuojant betonÄ…, taikyti kubiniai erdviniai baigtiniai elementai, o modeliuojant armatÅ«rÄ…, – strypiniai baigtiniai elementai. PasiÅ«lytojo modelio tikslumui bei skersinÄ—s armatÅ«ros kiekio įtakos kolonų laikomajai galiai įvertinti atlikta skaitinių skaiÄiavimų ir eksperimentinių tyrimų rezultatų koreliacinÄ— analizÄ—. Gautas geras teorinių ir eksperimentinių rezultatų sutapimas. Raktiniai žodžiai: gelžbetoninÄ— kolona, tampriai plastinis modeliavimas, skaitinis modeliavimas, baigtiniai elementai, skersinÄ— armatÅ«ra. First Published Online: 14 Oct 2010
Keywords
