混凝土是高度非線性材料,具有應變軟化、拉壓力學響應迥異、受拉易開裂等特征。在中、低應力約束下,應變軟化是混凝土的重要力學行為之一。關于混凝土的數(shù)值計算結果容易出現(xiàn)網格尺寸相關性(Mesh-size-dependency)和邊界值問題(Boundary value problem)。網格尺寸相關性主要體現(xiàn)在:隨著有限單元離散化精細化的增加,能量耗散趨近于零,這一現(xiàn)象顯然違背了物理能量守恒定律。邊界值問題引起網格偏差相關性問題,進而導致數(shù)值方法不能準確反應應變局部帶方向。拉伸硬化是鋼筋混凝土結構的重要工作機制之一,它的建模影響到結構的剛度與變形及承載能力的正確評估。本文綜述了混凝土的應變軟化模型、鋼筋的本構模型和鋼筋混凝土結構的拉伸硬化模型,概述了解決網格尺寸相關性和邊界值問題的方法,并說明方法的適用情況。本文設計兩根鋼筋混凝土結構抗彎梁試驗,描述了鋼筋混凝土結構抗彎的整個受力狀態(tài),分析了梁在承載力、剛度、跨中撓度、等方面的數(shù)據(jù)。在連續(xù)介質力學的框架內,基于彌散裂縫模型,使用用戶子程序和ABAQUS相結合對一維受拉混凝土桿、單軸受拉混凝土試件、單軸受壓混凝土試件、四點彎素混凝土梁、四點彎鋼...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 混凝土本構模型
        1.2.1 線彈性模型
        1.2.2 非線性彈性模型
        1.2.3 塑性理論模型
        1.2.4 彌散裂縫模型
        1.2.5 非局部模型
        1.2.6 微極連續(xù)體模型
    1.3 鋼筋本構模型
    1.4 國內外應變軟化和拉伸硬化的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內容
2 鋼筋混凝土梁試驗
    2.1 引言
    2.2 試驗方案
        2.2.1 構件設計
        2.2.2 試驗材料
        2.2.3 試驗裝置
        2.2.4 量測方案
        2.2.5 加載方案
    2.3 試驗分析
        2.3.1 試驗梁試驗現(xiàn)象
        2.3.2 荷載-撓度曲線
        2.3.3 沿梁高截面混凝土應變曲線
        2.3.4 荷載-曲率曲線
    2.4 本章小結
3 鋼筋混凝土有限元分析基本理論
    3.1 引言
    3.2 鋼筋混凝土結構有限元分析模型
        3.2.1 分離式模型
        3.2.2 整體式模型
        3.2.3 組合式模型
    3.3 鋼筋模型
        3.3.1 理想彈塑性
        3.3.2 三線性模型
        3.3.3 兩折線模型
    3.4 混凝土應變軟化
        3.4.1 分段式
        3.4.2 有理分式
        3.4.3 多項式
    3.5 鋼筋混凝土拉伸硬化
        3.5.1 分段式
        3.5.2 指數(shù)式
        3.5.3 冪函數(shù)式
        3.5.4 有理分式
    3.6 本章小結
4 網格尺寸相關性解決方法
    4.1 引言
    4.2 網格尺寸相關性
    4.3 斷裂帶理論
        4.3.1 裂縫概念
        4.3.2 彌散裂縫模型
        4.3.3 離散裂縫模型
    4.4 非局部模型
        4.4.1 積分類型的非局部模型
        4.4.2 梯度類型的非局部模型
    4.5 微極連續(xù)體理論
    4.6 粘性正則化方法
    4.7 本章小結
5 混凝土拉壓應變軟化本構模型驗證
    5.1 拉壓應變軟化關系
        5.1.1 拉伸應變軟化關系
        5.1.2 壓縮應變軟化關系
    5.2 模型驗證
        5.2.1 單軸受拉混凝土試件
        5.2.2 單軸受壓混凝土試件
        5.2.3 四點彎素混凝土梁
    5.3 本章小結
6 鋼筋混凝土結構拉伸硬化本構模型驗證
    6.1 拉伸硬化本構關系
        6.1.1 混凝土壓應力-應變關系
        6.1.2 混凝土拉應力-應變關系
    6.2 四點彎鋼筋混凝土梁模型驗證
    6.3 本章小結
7 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3861946