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基于扰动应力场的钢筋混凝土非线性有限元分析

吴华  
【摘要】: 开裂钢筋混凝土非线性有限元分析已经发展了近40年,取得了不少的成就,但由于开裂钢筋混凝土是由钢筋和混凝土这两种有着各自特性的材料组成的,而且开裂混凝土是一种正交异性的材料,如何合理地建立在复合受力状态下的开裂混凝土和钢筋的应力-应变模型,如何恰当地利用这些模型采用稳定快速的有限元方法求解这些构件的反应一直是国内外研究者们热衷于解决的课题。特别是在反复加、卸载过程中混凝土和钢筋的应力-应变关系的研究及裂缝处的传力机理和裂缝处的局部应力应变状态对整体反应的影响更是学者所关注的焦点。 本文在来武清(2005)编制的基于修正压场理论(Modified Compression Field Theory)的旋转、弥散裂缝模型钢筋混凝土二维非线性有限元分析程序NAP的基础上,主要进行了以下工作: ①在NAP程序中添加了裂缝检验(Crack-Check); ②对NAP程序的受压本构关系进行了完善,考虑了受压软化效应的影响因素。 ③以扰动应力场模型(Disturbed Stress Field Model)为基础,考虑裂缝处局部剪应力引起的剪切滑移变形; ④采用改进后的NAP程序对在单调加载下或反复循环加载下大量的板和剪力墙的受力性能进行了模拟分析。 通过本文完成的工作,取得了如下的进展: ①验证了裂缝检验(Crack-Check)的重要意义; ②考虑了受压软化效应的影响能更真实地反映开裂混凝土构件的受力性能。 ③考虑裂缝处局部剪应力引起的剪切滑移变形更能恰当地模拟二维开裂混凝土构件的反应性能。


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