DIANA砌体填充墙分离式建模仿真分析 原创

    DIANA作为基于位移场理论构建的先进有限元求解器，由荷兰TNO机构开发， 在土木工程领域具有广泛适用性。其核心优势在于其自带的多种混凝土、砌体和钢筋本构，能够精准模拟钢筋混凝土体系自弹性阶段至塑性破坏的全过程损伤演化，包括裂缝出现及扩展路径的精确追踪。仿真过程中通过离散钢筋单元、精细化混凝土裂缝本构及界面接触滑移效应的建模，实现对结构几何非线性、材料非线性及接触非线性的多物理场协同仿真。 因此，本文选用DIANA进行填充墙-RC框架结构模拟研究。

    本文基于张永兵论文的填充墙RC框架结构（试件RFP）低周反复荷载试验，通过DIANA有限元分析平台建立填充墙RC框架结构简化分离式有限元模型，对其进行建模分析：

    1.本文采用前川-福浦混凝土模型来模拟混凝土的开裂与压碎，前川-福浦混凝土模型适合于循环加载模型，能够较为准确的反应能量的耗散；采用全应变旋转弥散裂缝模型进行砌体的模拟；

    2. 钢筋选用粘结滑移配筋模型来模拟钢筋的非线性行为，同时考虑了钢筋和混凝土之间的粘结滑移；

    3. 本文采用分离式建模，建立出每一块砖，并采用Coulomb摩擦接触模型表征砌体单元间的剪切滑移行为，同时在该界面单元中可以通过打开间隙模型来模拟砂浆的受拉开裂。

   模拟效果：

   1.砌体填充器出现明显的“X”形斜裂缝，与试验结果吻合；

   2.柱端出现明显塑性铰，且填充墙上部两侧明显应变较大，与试验破坏现象吻合；

   3.骨架曲线与试验结果吻合，峰值荷载和下降段趋势均非常接近;且滞回曲线捏所效果极好。

结语：保姆级教程，从实体单元建模，钢筋建模，材料参数建立，边界条件，荷载设置，砖块之间的界面单元设置，网格划分，后处理等内容。本课程可拓展至砌体填充墙滞回性能的分析以及其他变参研究模拟。