[发明专利]一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法

权利要求书

1.一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，所述装配式混凝土结构节点包括梁柱节点、柱脚节点和梁墙节点，其特征在于：包括纤维铰单元、纤维单元、刚性杆单元、自由度耦合单元；预制混凝土构件接缝采用纤维铰单元模拟，纤维铰单元的长度取预制构件接缝宽度，或者取1mm至梁或柱构件截面高度三分之一的任意长度；纤维铰单元包含模拟接触面受压的混凝土纤维以及模拟穿过预制构件接缝的钢筋构件纤维，包括普通钢筋构件纤维和预应力筋构件纤维；节点区域采用刚性杆单元模拟，以考虑节点刚域的影响；钢筋采用能够模拟包兴格效应的材料单轴本构关系模拟，混凝土采用能够考虑箍筋约束作用并且能够反映反复荷载作用下损伤和性能退化的材料单轴本构关系。

2.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于：当模拟梁柱节点及梁墙节点时，在纤维铰单元中根据预制梁截面构造以及穿过梁柱或梁墙节点接缝的配筋构造来定义纤维铰单元截面构造；当模拟柱脚单元时，在纤维铰单元中根据预制柱截面构造以及穿过柱脚节点接缝的配筋构造来定义纤维铰单元截面构造。

3.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于，在纤维铰单元中通过对单元各材料本构关系进行修正以达到精确模拟实际构件力学行为的目的。

4.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于，纤维铰单元中，各纤维相互之间无粘结，只在构件端部刚性连接，各纤维应变沿单元长度方向均匀分布，采用自由度耦合单元或弹簧单元限制单元的剪切变形。纤维铰单元也可采用纤维模型模拟，沿构件长度方向采用梯形积分，在单元两端分别设置一个积分点，各纤维的轴向应变根据单元两端应变的平均值确定。

5.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于，接缝区域以外的构件可采用非线性纤维梁柱单元、塑性铰单元或者弹性杆单元模拟，并假定截面配筋包括预应力筋和普通钢筋均与混凝土变形协调，截面变形符合平截面假定。

6.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于，通过相似变换，调整纤维铰单元中混凝土材料的本构关系，将梁柱构件塑性区的压缩变形等效为纤维铰单元中混凝土纤维的压缩变形，使二者在数值上近似相等。

7.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于，通过相似变换，根据纤维铰单元的长度和实际构件中预应力筋无粘结段的长度，调整纤维铰单元中预应力筋的弹性模量，使纤维铰模型中预应力筋纤维的应力和实际预应力筋应力相等。

8.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于，通过相似变换，根据纤维铰单元的长度和实际构件中普通钢筋无粘结段的长度调整纤维铰单元中普通钢筋的弹性模量，使纤维铰单元中普通钢筋纤维的应力和实际普通钢筋应力近似相等；所述普通钢筋包括普通耗能钢筋和抗剪钢筋。

9.根据权利要求1所述的一种后张预应力装配式混凝土结构节点的纤维铰模拟方法，其特征在于：计算普通钢筋无粘段长度时考虑应力渗透效应的影响。