文档介绍：摘要关键词:钢筋混凝土;框架;损伤分析;静力损伤:动力损伤;地震损伤;双剪混凝土作为一种土木工程中普遍应用的材料,其破坏机理和破坏形态一直是材料学、力学和工程技术界所共同关心的问题,结构的破坏控制一直是工程设计的关键所在。结构的破坏不会突然发生,而是损伤积累的结果。破坏控制的目的就是制止结构在服役期内发生这种灾难性的完全破坏,即控制结构的损伤在容许范围以内。断裂力学为混凝土结构的破坏分析与控制提供了理论框架。但由于断裂力学有一定的局限性,损伤力学理论随之产生与发展,这种理论可用于分析结构破坏的整个过程,即微裂纹的演化、宏观裂纹的形成直至构件的完全破坏。本文将前人提出的静、动力双剪损伤本构关系进行了一定的修正与完善,使原来的动力双剪损伤本构考虑了动力荷载作用下材料的初始弹性模量的提高效应,从而更加符合动力作用下混凝土本构关系的实际。其次,本文推导出了增量形式的损伤演化方程,这样使原来只适合于单调加载的损伤演化方程,适用于复杂加卸载情况。现有非损伤型本构模型在分析结构应力应变方面已经很成熟且与试验结果符合很好。基于此,本文提出了一种损伤有限元分析的全解耦的方法,充分利用现有成熟的通用有限元软件进行结构的应力应变分析,然后结合自编程序来进行混凝土框架结构静力、动力和地震作用下的损伤分析,得到了关于混凝土框架结构损伤分布以及损伤场随荷载与时间的演化情况,为结构的损伤评估、寿命预测提供了基础。理论;本构方程
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:鸯卫李正≯∥瓴皆卤厝签字日期:康赌晁暝滤学位论文版权使用授权书独创性声明写过的研究成果,也不包含为获得墨宣盘堂或其他教育机构的学位或证书而使本学位论文作者完全了解苤盗盘堂授权墨盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并有关保留、使用学位论文的规定。特本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名
第一章绪论引言混凝土作为一种结构工程中普遍应用的材料,其破坏机理和破坏形态一直是材料科学、力学和工程技术界所共同关心的问题。自从世纪年代开始,断裂力学蓬勃发展以来,土木工程师很自然的想到能否用断裂力学来研究混凝土的破坏机理和宏观裂纹的稳定性。从年】首先将断裂力学概念应用于混凝土以来,研究人员进行了大量的实验、理论研究,逐渐形成了研究混凝土裂纹稳定性的方法,这就是混凝土断裂力学。它通过研究混凝土裂缝尖端的位移场、应力场、能量释放率壤囱芯看盐平峁够蚬辜那慷取⒏斩群臀榷ㄐ裕治隽盐评┱构媛桑以建立宏观裂纹起裂、稳定扩展、失稳扩展的判据,来判断裂纹是否稳定,进而指导实施控制和防止结构断裂破坏的措施【。虽然断裂理论目前发展比较成熟,但是,对于混凝土材料而言还有不适用性。断裂力学研究的是一个或者几个已有的宏观裂纹,而混凝土由于成型工艺和养护条件等原因,在承受荷载之前就会在内部或其表面产生微小的缺陷缧∮趌的微裂缝或微空隙等T谝欢ǖ耐獠恳蛩荷载、温度变化以及腐蚀等饔孟拢庑缺陷就要不断地扩展、合并,最终形成宏观裂纹,宏观裂纹继续发展将导致构件或结构的断裂破坏。在产生宏观裂纹之前,微缺陷的产生、发展过程占了结构寿命的大部分,约%左右。即便可以假设成一个或者几个宏观裂纹,但在它的附近存在一个“损伤区”,其尺寸和宏观裂纹同量级甚至高一个量级,这个损伤区可能完全改变裂纹附近的应力、应变特性。许多研究己经证明【了混凝土的破坏是其内部开裂的微裂纹逐渐发展的结果,也就是说,破坏只是裂纹发展过程的最后阶段,要想真正描述混凝土材料及其结构的某些特性和现象,分析结构的使用寿命和安全可靠性等,就必需研究其内部微缺陷的演化规律,断裂力学无法描述裂缝尖端的劣化状况。年代以来,部分学者将这些微缺陷和微空隙的力学作用理解为一个连续变量场即损伤场,并由此来研究微空隙、微缺陷的发展规律,进而研究带有微缺陷的材料或者结构的力学特性和强度特性,这门学科就是损伤力学。它不仅描述含有大量微缺陷的材料,而且也研究直到出现宏观裂纹以前的整个过程。损伤理论认为材料的劣化作用分布在整个体系当中,通过损伤变量的变化来描述材料或者结构从原生缺陷到形成宏观裂纹直至断裂的全过程,从而揭示材料的破
仃仃籇混凝土损伤力学的现状与发展换坏机理,估算其剩余寿命。损伤理论比较适用于分析混凝土的破坏机理是因为:炷恋目A压碳此鹕朔⒄构淌橇模⒃诤苄