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钢筋混凝土转换板的非线性有限元分析

龚海杰  
【摘要】:钢筋混凝土转换板一般属于中厚板或厚板,因此应处理为Mindlin-Reissner板。这种板的非线性有限元分析涉及板的有限元处理及混凝土开裂前后的本构关系模拟两个主要问题。本文首先评述了已有的研究工作,然后对各有关问题进行探讨,特别是对混凝土开裂后的特性进行了比较深入的研究,提出了一种统一形式的本构模型,实现了两向裂缝的模拟。本人的主要工作如下: 一.提出采用Huang,H.C.的假定应变单元进行钢筋混凝iMindlin-Reissner板的非线性有限元分析,该单元的特点是既可以避免板分析中可能出现的自锁现象,又可消除零能模式,这样就可从中厚板直至非常薄的板,都可以采用统一积分形式,即简单又有效。 二.对基于Hillerborg断裂能原理的开裂本构模型作了讨论和分析,指出了几种模型的优缺点。在对混凝土多轴受力破坏理论作了较为全面的综述和分析后,进一步发展脆性开裂和延性开裂破坏的概念,第一次从破坏断裂能的角度统一考虑受拉破坏和受压破坏,并应用应变局部化摸拟的思想推导了具体的计算公式,建立起了统一形式的本构模型。 三.以平面应力情况下的典型试件为例,编制了一个包括下降段在内的二维情况全过程分析程序,计算结果表明模型能更好地克服单元尺寸效应。 四.采用分层计算模型对钢筋混凝土Mindlin-Reissner板进行非线性有限元分析,在解决了相关一些具体问题之后,结合本文建立的本构模型,用FORTRAN语言编制了受力全过程分析程序RCPLATE。 五.运用程序RCPLATE进行了几个算例的受力全过程分析,其中对四桩厚承台的承载力计算分析是较有特色的工作,分析了裂缝开展情况及最后的破坏机制,获得了令人满意的结果。


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