【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有限元模拟，尤其涉及一种填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法。
技术介绍
1、目前关于砌体填充墙的有限元模拟技术中，一种方法是会将墙体视为连续均质材料，并忽略其沿墙体厚度方向的应力，采用壳单元模拟，填充墙均质化建模方法中可以将填充墙与框架设置为固定连接或者柔性连接。均质化建模方法的特点是忽略填充墙砌块间的相互作用，并一定程度简化了填充墙与框架间的作用形式，此类模型的模拟结果较为粗糙，虽在一定程度上能够体现填充墙对外框架所带来的刚度提升，但其无法模拟填充墙框架结构的破坏形态、应力分布和变形特征；另一种方法是分别建立砂浆灰缝与砌块的几何建模，赋予其不同的材料参数，并定义砌块与砂浆，框架与砂浆的接触作用以实现砌块间复杂相互作用的模拟。该类建模方法的重点在于砂浆的材料模型与不同材料间的接触模型定义。此类方法建模难度由于要对砂浆与砌块分别进行建模，还需要考虑砂浆与砌块的相互作用，其建模复杂程度与模型收敛能力都不甚乐观。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于：提供一种填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，旨在解决上述技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，所述方法包括：
4、建立框架模型，确定所述框架模型中混凝土与钢筋之间的接触作用，其中，所述框架模型包括几何模型和材料模型，接触作用为钢筋与混凝土的接触作用；
6、在所述砌块模型中插入零厚度的内聚力单元，确定所述内聚力单元的材料属性，得到目标模型；
7、利用所述目标模型进行模拟，得到模拟结果。
8、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述建立框架模型，包括，
9、基于框架中钢筋与混凝土各自构件的几何尺寸进行几何建模，得到框架模型；
10、使用塑性损伤模型作为混凝土的材料模型；
11、使用硬化弹塑性模型作为钢筋的材料模型。
12、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述使用塑性损伤模型作为混凝土的材料模型，包括，
13、获取所述混凝土的材料属性，根据所述混凝土的材料属性，确定混凝土任意应力下的应变以及对应损伤因子；
14、根据所述混凝土任意应力下的应变以及对应损伤因子，确定非弹性应变和塑性应变；
15、根据所述非弹性应变和塑性应变，确定混凝土塑性应变与应力的相对关系。
16、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述确定内聚力单元的材料属性，包括，
17、根据砂浆初始刚度，确定所述内聚力单元的弹性阶段的牵引力分离关系；
18、基于二次应力准则，确定所述内聚力单元的损伤产生条件；
19、基于幂次法则，确定所述内聚力单元的失效条件；
20、根据砌块与砂浆种类，确定所述内聚力单元的切向摩擦作用。
21、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述根据砂浆初始刚度，确定所述内聚力单元的弹性阶段的牵引力分离关系，包括，
22、获取砌块与砂浆灰缝的砂浆层厚度、弹性模量和剪切模量，确定内聚力单元的法向刚度和两个切向刚度；
23、根据所述法向刚度和两个切向刚度，确定内聚力单元在弹性阶段的牵引力与分离的相对关系。
24、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述基于二次应力准则，确定所述内聚力单元的损伤产生条件，包括，
25、利用牵引力模型中线性损伤模型模拟砂浆刚度退化过程；
26、获取内聚力单元的法向和两个切向的牵引力和最大牵引力，建立法向和两个切向的牵引力和最大牵引力的相对关系；
27、根据所述法向和两个切向的牵引力和最大牵引力的相对关系，确定内聚力单元损伤条件。
28、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述利用所述目标模型进行模拟，得到模拟结果，包括，
29、利用牵引力模型中线性损伤模型模拟砂浆刚度退化过程，通过损伤因子表征砂浆损伤程度，其中，所述损伤因子为损伤产生后内聚力单元的牵引力与损伤产生前的最大牵引力比值。
30、可选地，上述填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法中，所述根据幂次法则确定内聚力单元失效条件，包括：
31、根据内聚力单元单位面积的牵引力做功与三个方向断裂能，确定单元失效条件，其中，所述内聚力单元的三个方向上的断裂能使用线性损伤模型中的牵引力分离关系曲线所围成面积确定。
32、本专利技术提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：
33、本专利技术提出的一种填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，通过建立框架模型，确定所述框架模型中混凝土与钢筋之间的接触作用；建立砌块模型，基于砌块模型建立填充墙模型；在所述砌块模型中插入零厚度的内聚力单元，确定所述内聚力单元的材料属性，得到目标模型；利用所述目标模型进行模拟，得到模拟结果。在不影响模拟结果的准确性前提下，使用复合式砌块建模方法与内聚力单元模拟砂浆粘性接触，避免了砂浆的几何建模与繁琐的接触作用定义，提高了模拟效率，实现了砌体填充墙框架的精细化模拟。
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1.一种填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述建立框架模型，包括，
3.如权利要求2所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述使用塑性损伤模型作为混凝土的材料模型，包括，
4.如权利要求1所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述确定内聚力单元的材料属性，包括，
5.如权利要求4所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述根据砂浆初始刚度，确定所述内聚力单元的弹性阶段的牵引力分离关系，包括，
6.如权利要求4所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述基于二次应力准则，确定所述内聚力单元的损伤产生条件，包括，
7.如权利要求4所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述利用所述目标模型进行模拟，得到模拟结果，包括，
8.如权利要求4所述的填充墙精细化建模的钢
...【技术特征摘要】
1.一种填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述建立框架模型，包括，
3.如权利要求2所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述使用塑性损伤模型作为混凝土的材料模型，包括，
4.如权利要求1所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结构模拟方法，其特征在于，所述确定内聚力单元的材料属性，包括，
5.如权利要求4所述的填充墙精细化建模的钢筋混凝土框架结...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，滕军，张天威，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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