钢筋均匀分布的混凝土构件破坏面统一模型的研究-固体力学专业论文.docxVIP

钢筋均匀分布的混凝土构件破坏面统一模型的研究 万方数据 钢筋均匀分布的混凝土构件破坏面统一模型的研究 摘 要 钢筋混凝土作为一种传统复合材料，已经使用了一百五十多年了。在各种灾害作 用下，钢筋混凝土建筑结构的破坏大都由拉、压、弯、剪、扭的不同组合引起。近百 年来，许多研究者提出了众多计算方法及破坏理论，但是，这些理论模型多是把拉、 压、弯、剪、扭分开来描述的，少数是把它们部分的组合起来描述。能把拉、压、弯、 剪、扭完全组合在一起的计算只是非常个别的，由于引入了变形协调条件，使计算过 程比较繁琐，甚至无法取得解析解，需要借助计算机进行大量的迭代计算而缺乏直观 性，很难被工程界接受。一个成熟的能够被工程界接受的理论应该是充分利用塑性力 学、断裂力学和组合材料力学的研究成果，不仅理论上应该是统一的、而且形式上是 简明的。因此，依照这个标准，钢筋混凝土破坏理论目前还未成熟，但是要想取得一 点进展又是十分艰难的。本文对钢筋分布比较均匀混凝土构件在复合受力下的破坏机 理进行了较为全面、详细的分析和比较，特别对钢筋分布比较均匀混凝土构件的破坏 做了以下几个方面的研究： 首先，本文参考了较为成熟的 Nielsen 模型，采用经典弹塑性理论中的 von Mises 准则来考虑钢筋的销栓作用，采用混凝土 Willam-Warnke 五参数破坏模型对原拉断的 Mohr-Coulomb 混凝土破坏模型进行修正，进一步完善了钢筋均匀分布混凝土构件在 轴力、弯矩、剪力、扭矩共同作用下的破坏统一理论。在新模型的基础上建立了钢筋 均匀分布的混凝土薄壁构件在复合受力情况下的承载力统一表达式。 其次，根据钢筋均匀分布的混凝土薄壁构件的特点推导出箱形截面下的破坏统一 模型，将新模型以及原 Nielsen 模型的计算结果与现有大量的箱形截面试验数据进行 对比分析，得出新模型的优缺点。并且根据上述的比较结果，归纳出新的破坏统一模 型在实际应用中的限制条件。 再次，作为模型的进一步拓展，本论文又进行了下述工作：（1）根据箱形截面的 上海交通大学博士学位论文 I  成果推导出环形截面的破坏统一模型。（2）考??了平面内多向配筋情况下钢筋混凝土 等效均质板的破坏统一模型，其破坏屈服条件可通过双向配筋板求取。（3）通过理论 推导对比分析了钢筋混凝土等效均质板在单轴应力加载与单轴应变加载两种情况下 承载力的不同。 总之，论文改进的钢筋均匀分布的混凝土构件在轴力、弯矩、剪力、扭矩共同作 用下的破坏统一模型更为合理，而且具有较大的工程参考意义。 关键词：钢筋混凝土结构，统一破坏模型，等效均质板，钢筋销栓作用，混凝土破 坏模型，屈服准则，箱形截面 II 上海交通大学博士学位论文  STUDY ON UNIFIED FAILURE MODEL OF EVENLY DISTRIBUTED REINFORCED CONCRETE MEMBERS ABSTRACT As a traditional composite material, the reinforced concrete has been used in structures for over one hundred and fifty years. The failures of reinforced concrete structures are mainly caused by different combinations of tension, compression, bending, shear and torsion. During the last one hundred years, many researchers have put forward many computational methods and failure theories. But, most of these models separate the actions of tension, compression, bending, shear and torsion. Only several models can describe different combination actions to some extent. A few can describe the full combination actions, because the computation process is very complex or even can not obtain analytical solutions when the deformation compatibility conditions are introduced. It ne