考虑加载速率影响的钢筋混凝土结构损伤分析

摘要

钢筋混凝土结构是当今世界上使用最为广泛的一种结构形式，从人们居住的住房、交通运输的桥梁，到核反应容器、海洋开采平台，各种民用、工业及军事工程大都是钢筋混凝土结构。近几年来，地震、海啸等自然灾害频发，“9.11”等恐怖袭击事件对人们的生命、财产安全带来了极大的危害。因此，改善结构的抗震、抗风、抗冲击的设计水平，提高结构抵御灾害的能力，已成为当前工程中迫切需要解决的实际问题，所以，对钢筋混凝土结构损伤的研究就显得尤为重要。
　　本文综合采用理论模型推导、程序编制和数值模拟三种研究方法，对钢筋混凝土框架结构的动态损伤进行了研究分析。
　　首先，在钢筋混凝土动力特性试验研究结果基础上，提出一种考虑损伤引起的卸载刚度退化的钢筋混凝土构件恢复力模型。运用此模型模拟了动态试验过程，并与试验结果进行对比，验证了钢筋混凝土梁柱构件恢复力模型的有效性。并简单分析了钢筋混凝土梁柱构件的损伤演化规律。
　　其次，研究试验中钢筋混凝土梁柱构件的损伤，探讨损伤随着加载速率的变化规律，建立了考虑加载速率影响的梁柱构件的损伤演化方程。
　　最后，运用通用有限元软件MSC.Marc提供的二次开发接口及FORTRAN语言对本构模型进行编程，模拟钢筋混凝土框架结构动力反应过程，分析结构的变形和受力情况，并对结构中主要构件的位移、加速度、曲率、曲率变化率和损伤进行考虑和不考虑加载速率影响的对比分析。探讨钢筋混凝土框架结构的损伤机制、损伤形式和损伤特性，对工程应用具有一定的理论意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 钢筋混凝土材料损伤的研究现状

1．2．2 钢筋混凝土构件损伤的研究现状

1．2．3 钢筋混凝土结构损伤的研究现状

1．2．4 加载速率对钢筋混凝土结构影响的研究现状

1．3 本文的主要内容及实施方法

2 不同加载速率下钢筋混凝土构件的计算分析模型

2．1 钢筋混凝土构件恢复力模型简介

2．1．1 概念及分类

2．1．1 恢复力模型特性

2．2 钢筋混凝土构件恢复力模型的建立

2．3 与试验结果的比较

2．3．1 计算方法

2．3．2 钢筋混凝土粱

2．3．3 钢筋混凝土柱

2．4 本章小结

3 钢筋混凝土梁柱构件的损伤演化分析

3．1 损伤的基本概念

3．2 钢筋混凝土构件的损伤

3．2．1 试验中构件的实际损伤

3．2．2 不考虑加载速率影响的梁柱构件损伤

3．2．3 考虑加载速率影响的粱柱构件损伤

3．3 本章小结

4 不同加载速率下钢筋混凝土结构的损伤分析

4．1 钢筋混凝土构件率相关模型

4．2 加载速率对构件关键参数的影响

4．3 钢筋混凝土结构模拟

4．3．1 MSC．Marc简介

4．3．2 程序计算

4．3．3 结构参数

4．3．4 计算结果

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．1．1 不同加载速率下钢筋混凝土构件的计算分析模型

5．1．2 钢筋混凝土粱柱构件的损伤演化分析

5．1．3 不同加载速率下钢筋混凝土结构的损伤分析

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢