文档介绍：摘要在钢筋混凝土结构的数值分析中,混凝土的本构模型对钢筋混凝土结构的非线性有限元分析起到关键的作用。由于混凝土材料的复杂性,目前还没有一种理论可以完全描述混凝土材料的本构关系。现有的本构关系如非线性弹性本构关系,弹塑性本构关系等,已经比较成熟,有很多种不同的公式。在混凝土材料的非线性有限元分析中得到了广泛的应用。但这些模型都没有考虑混凝土率效应的影响,即混凝土变形与时间的相关性。实际这种效应是存在的,并且对混凝土的变形有很大影响。本文总结了现有的混凝土本构模型,加以比较分析了各自的优缺点,最终将考虑率效应影响的粘弹塑性统一本构理论应用于混凝土材料中。同时针对混凝上材料的特点进行了参数的选取和计算模型的简化。对钢筋混凝土结构进行非线性有限元分析。将模型模拟的结果与实验值进行比较,初步证明了粘弹塑性统一本构理论在混凝土材料中的可用性。本文运用进行了程序编制。在本文的程序中,对混凝土有限元分析的整个过程进行了分析。将粘弹塑性统一本构理论引入程序中,同时采用了已经比较成熟的破坏准则和裂缝模型。本文的程序模块划分比较清晰,便于进一步扩展和修改。前处理模块主要进行网格的自动化分,避免了许多复杂的工作。计算模块模拟了混凝土结构从变形到最终开裂的整个过程,并且可选择不同的本构模型和开裂准则,针对裂缝的不确定性,本文引入了随机有限元模型,用蒙特卡罗法来模拟裂缝分布的随机性。在后处理模块中,实现了计算结果的图形化输出,包括钢筋应力,单元节点位移和裂缝分布。针对材料性能的随机性和裂缝分布的随机性,引入了随机性模型,采用蒙特卡罗法来模拟其随机性。最后通过算例对程序进行了验证,初步证实了建立的粘弹塑性统一本构计算模型在模拟钢筋混凝土应力应变关系方面的适用性。关键词:粘弹塑性统一本构理论:非线性有限元;随机模型;蒙特卡罗法;面向对象程序设计大连理工大学硕士学位论文
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独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谓狻
荒辍[淘隆4匀大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论大连理:笱妒垦宦畚版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内文。作者签名导师签名
髀钢筋混凝土非线性有限元分析的意义钢筋混凝土结构是土木工程中应用最为广泛的一种结构,但是混凝土由水泥、水、砂子、石子及各种掺合料或者外加剂混合硬化而成,是成分复杂、性能多样的建筑材料,目前还没有一种理论能够全面地描述其性能。长期以来,人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土的应力和内力,以极限状态的设计方法确定构件的承载能力。这种设计方法是基于大量实验数据的经验公式,缺乏系统理论性,使用过程中也有很大的局限性,其不足之处主要有川:捎诟纸詈突炷恋目估慷认嗖詈艽螅纸罨炷两峁乖谡J褂米刺拢大部分受弯构件都己经开裂而进入非线性状态,但是钢筋并未屈服仍在弹性状态下工作,这时用线弹性分析方法求得的结构内力和变形就不能反映结构的实际工作状态。炷梁透纸钤谝桓鼋峁怪泄餐ぷ鞯奶跫橇秸咧涞谋湫涡鳎挥邢喽滑移,但实际上这种条件并不能完全满足。特别是在反复荷载下,光圆钢筋与混凝土之间的粘结往往会被破坏,某些情况下,会导致变形过大而传统的线弹性结构分析不能反映这些现象。诟纸罨炷两峁沟纳杓浦校谀诹Ψ治鍪蓖吹约扑愣诠辜孛嫔杓时却按极限状态进行计算,其结果是内力分析和截面设计的结果都不能反应结构的实际受力状态,造成了钢筋混凝上结构内力分析和截面设计的脱节,这种脱节会有多严重,只有通过非线性分析才能了解。肫渌魏涡问降慕峁挂谎岬愫土邮潜Vじ纸罨炷两峁鼓茏魑R桓龈杂体系承受外力的基本条件,而在传统的结构分析中,将结点理想化为刚结或者铰结,均不能反映结点的复杂受力状态和变形,从而难以为设计提供正确的信息。随着电子计算机的飞速发展,有限元法等现代数值计算方法在工程分析中得到了越来越广泛的应用,在钢筋混凝土结构分析中的应用也不断取得新的进展。通过有限元分析,我们可以得到结构位移、应力、应变、混凝土屈服、钢筋塑性