钢筋混凝土构件损伤的识别与判定-防灾减灾工程及防护工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TU3 U.D.C: 624 Dissertation for the Master Degree of Engineering DAMAGE DETERMINE AND IDENTIFICATION OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURE Candidate: Xu Na Supervisor: Prof. Fu Xue Yi Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Disaster prevention engineering protection work engineering Affiliation: Shenzhen Graduate School Date of Defence: June, 2008 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 摘 摘 要 I I 摘 要 混凝土受压损伤模型的研究，实际上是研究混凝土材料的受压本构行为。 在外界因素作用下，材料的累积变形引起结构内部损伤发展，最终将产生宏观 裂缝直至破坏。 用损伤力学的观点来研究混凝土材料的本构关系始于 80 年代，至今已提出 不少计算模型，其中以 Loland，Sidoroff 和 Mazars 所提出的模型比较有代表 性。Loland 模型认为应力峰值以后， σ ? ε 和 ω ? ε 都是线性关系；Mazars 认为 应力峰值以前材料无损伤；Sidoroff 认为压应力不产生损伤，这些模型虽各有所 长，但又都有不足之处，且可需参数的确定较困难。 本文从能量损失的角度出发，根据 Najar 能量损伤理论，提出新的混凝土 受压损伤通用计算公式和损伤演变方程，并讨论了公式的合理性和有效性。该 方法的优点是参数少，简单实用，精度较高，可为混凝土结构受压损伤仿真分 析提供另一个解决途径。 应用此混凝土受压损伤本构关系，利用 ABAQUS 有限元分析软件模拟一个 矩形截面的筒体钢筋混凝土剪力墙。编写 matlab 程序绘制理论情况下的结构极 限承载力 Nu ? M u 骨架曲线。在模拟的模型上施加不同的荷载组合，假定构件损 伤到一定程度，结构破坏，达到极限承载状态。运算后求得各种荷载组合情况 下的承载力 Nu ? M u ，拟合对比分析，从而证明假定是合理的。本课题研究的目 的在于应用提出的新型的有效的混凝土受压损伤本构关系，通过混凝土构件极 限承载力曲线的对比分析，建立材料损伤和结构破坏的宏观近似关系。 本文研究内容及其研究成果主要包括以下几个方面： 1) 基于能量损失理论提出新型的混凝土受压损伤本构模型并说明合理 性； 2) 新型的混凝土受压损伤本构模型的应用； 3) 利用有限元软件 ABAQUS 模拟矩形截面筒体剪力墙塑性损伤模型。 假定构件损伤到一定程度，结构破坏，达到极限承载状态。运算后求得各种 荷载组合情况下的承载力 Nu ? M u ，与理论的极限承载力曲线拟合对比分 析，从而证明假定是合理的，将材料损伤和构件破坏建立近似的宏观关系。 关键词 混凝土；本构关系；能量损失；受压损伤；极限承载力 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 II II Abstract The research of concrete compression injury model, is actually on the research of concrete material constitutive action under pressure. On the role of external factors, the accumulated material deformation causes structural internal damage development, and eventually will have macro cracks until the destruction. Studying the concrete material constitutive relationship with the view of damage mechanical began in the 1980s, has made a lot of computing model, with Loland, Sidoroff and Mazars model by a more representative. Loland model thinks that after the