1、混凝土非线性作业 万中海 20111602021硕士研究生课程考试试卷科目: 混凝土强度理论及非线性分析作业 学生姓名: 万中海 学号: 20111602021 学 院: 土木工程 专 业: 土木工程 考 生 成 绩: 任课老师 (签名) 混凝土非线性作业 万中海 201116020211.本程序实现不同配筋率下钢筋混凝土梁的 M- 曲线模拟2.材料信息截面尺寸为 300mmX600mm,混凝土等级为 C30,钢筋等级为HRB400,as=35mm,考虑受拉不同配筋率 1=0.2%;2=0.5%;3=1.0%;4=2.0%;对应于 As1=336m;As2=840m;As3=1680m;As4
2、=3360 m。受压钢筋As=226 m。3. 材料本构关系1)混凝土本构关系;混凝土单轴应力应变曲线图如下所示:混凝土非线性作业 万中海 20111602021混凝土单轴受压时的应力应变曲线可按下式确定:混凝土单轴受压应力应变曲线的参数取值如下表:2)钢筋本构关系;钢筋应力应变曲线图如下所示:混凝土非线性作业 万中海 20111602021钢筋的本构关系根据最新混凝土结构设计规范 GB 50010-2010 附录 C 得出。本次程序中所采用的钢筋都为有屈服点的钢筋,其单调加载应力应变本构关系曲线由下式确定:4.MATLAB 源程序:clear;b=300;%梁截面的宽度 b(mm)h=600
3、;%梁截面的高度 h(mm)as=35;h0=h-as;%梁截面有效高度混凝土非线性作业 万中海 20111602021Ec=3e4;%混凝土的弹性模量 Ec(N/mm2)fc_r=30;%混凝土的单轴抗压强度代表值 fc_r(N/mm2)EUC=1640e-6;%与 fc_r 对应的峰值压应变 EUCak_c=1.36;%混凝土单轴受压应力-应变曲线下降段参数值 ak_cft_r=3.0;%混凝土的单轴抗拉强度代表值 ft_r(N/mm2)EUT=118e-6;%与 ft_r 对应的峰值拉应变 EUTak_t=2.81;%混凝土单轴受拉应力-应变曲线下降段参数值 ak_tEs=2e5;%钢筋
4、的弹性模量 Es(N/mm2)fst_r=450;%钢筋极限强度代表值 fst_r(N/mm2)fy_r=400;%钢筋屈服强度代表值 fy_r(N/mm2)eu_1=0.01;%与 fst_r 对应的钢筋峰值应变 eu_1eu_2=0.004;%钢筋硬化起点应变 eu_2eu_3=fy_r/Es;%与 fy_r 对应的钢筋屈服应变 eu_3Asy_1=226;%受压钢筋截面面积 Asy_1(mm2)Asy_2=input(受拉钢筋截面面积 Asy_2(mm2)=);N1=1e6;%梁截面的轴压力 N1(N)max_st=0.0033;%受压区混凝土边缘最大压应变min_sr=0; %受压区混
5、凝土边缘最小压应变con_sr=0; %受压区混凝土边缘压应变change_NO=0.0000001;%曲率增量cur=eps;%开始时的曲率为一极小值n=200;%受压区和受拉区混凝土条带的数目t=1;%记录循环次数while con_srh;x=h;elseif x1;dc=1-par_c/(ak_c*(parc-1)2+parc);else dc=1-par_c*c_n/(c_n-1+parcc_n);endfc(i)=(1-dc)*Ec*(con_sr-delta_x*i*tan(cur);end%受拉区混凝土的拉应力混凝土非线性作业 万中海 20111602021tx=h-x;del
6、ta_tx=tx/n;for i=1:n;part=(tx-delta_tx*i)*tan(cur)/EUT;par_t=ft_r/(Ec*EUC);if part1;dt=1-par_t/(ak_t*(part-1)1.7+part);elsedt=1-par_t*(1.2-0.2*part5);endft(i)=(1-dt)*Ec*(tx-delta_tx*i)*tan(cur);end%受压区钢筋的压应力scon_sr=con_sr-as*tan(cur);if scon_sreu_1;fs=0;elseif scon_sreu_2;fs=fy_r+(fst_r-fy_r)*(scon_
7、sr-eu_2)/(eu_1-eu_2);elseif scon_sreu_3;fs=fy_r;elsefs=Es*scon_sr;end%受拉区钢筋的应力if con_srh0*tan(cur);st_strain=con_sr-h0*tan(cur);if st_straineu_1;fst=0;elseif st_straineu_2;fst=-fy_r-(fst_r-fy_r)*(scon_sr-eu_2)/(eu_1-eu_2);elseif st_straineu_3;fst=-fy_r;elsefst=-Es*st_strain;endelsest_strain=(tx-as)*
8、tan(cur);if st_straineu_1;fst=0;elseif st_straineu_2;fst=fy_r+(fst_r-fy_r)*(scon_sr-eu_2)/(eu_1-eu_2);elseif st_straineu_3;fst=fy_r;else混凝土非线性作业 万中海 20111602021fst=Es*st_strain;endend%验证梁截面平衡N=sum(fc)*delta_x*b+fs*Asy_1-sum(ft)*b*delta_tx-fst*Asy_2;if abs(N-N1)N1;max_st=con_sr;else min_sr=con_sr;end
9、con_sr=(max_st+min_sr)/2;fprintf(The con_sr is %8.5fn,con_sr);end%关系图形的绘制k=1:t-1;s=k*change_NO;plot(s,M);grid on;title(弯矩-曲率关系);xlabel(曲率);ylabel(弯矩(N*mm);5.MATLABS 输出结果;混凝土非线性作业 万中海 201116020211)1=0.2%; As1=336 m;2)1=0.5%; As1=840 m;混凝土非线性作业 万中海 201116020213)3=1.0%; As1=1680 m;4)4=2.0%; As1=3360 m;