基于《规范》建议损伤模型的钢筋混凝土梁开裂与破坏模拟

《基于《规范》建议损伤模型的钢筋混凝土梁开裂与破坏模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于《规范》建议损伤模型的钢筋混凝土梁开裂与破坏模拟于春海上海市上规建筑设计研究有限公司200433［摘要］为了满足实际工程设计中对结构非线性全过程分析的需求，现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)建议了混凝土损伤木构关系。木文从《规范》建议混凝土损伤木构关系出发，结合结构非线性有限元方法，开展了钢筋混凝土结构非线性全过程分析的研究。以钢筋混凝土梁为算例，进行了算法的验证。结果表明，木文方法能够很好地模拟钢筋混凝土梁非线性行为，特别是对梁的裂缝产生和开展只有很好地追踪能力，能够为实际工程设计和分析提供理论依据和技术支持。［关键词］钢筋混凝土；

2、损伤模型；计算；开裂SimulationofcrackinganddamageofaRCBeamBasedonDamageModelProposedbytheDesignCodeYuChunhai(ShanghaiShangguiArchitecturalDesign&ResearInstituteCO.,LTD.,353JiamusiRoad,Shanghai200433,China)Abstract:Tomeettheneedsofstructuralnonlinearanalysisinthedesignofstructures,thecurr

3、entdesigncodeofconcretestructuresofChina(GB50010-2010)proposedthedamagemodelofconcrete.Basedonthedamagemodelofconcreteproposedbythedesigncode,numericalinvestigationsforthenonlinearbehaviorsofreinforcedconcreteareperformed.ARCbeamissimulatedasanumericalexample.Thesimulatingresultssu

4、ggeststhatthenonlinearbehaviorsofreinforcedconcretecouldbewellreproducedbythedamagemodelandnonlinearfiniteelementanalysis.Thepresentworklaidasolidfoundationfortheengineeringdesign.Keywords:reinforcedconcrete;damagemodel;computation;cracking1•引言混凝土0前土木工程中应用最多也是最广泛的材料。中国由于0前正在进行的基础设计

5、建设的需要，拥冇全球最人的混凝土市场。据不完全统计，全国0前有6000家左右预拌混凝土企业，2013年年产量近20亿立方，产值接近6000亿元。中国是世界上最大的混凝土生产制造与消费国家，与混凝土紧密相关联的产业如水泥、砂石骨料、外加剂、混凝土机械设备等产能规模均居世界之首。尽管混凝土材料和结构在工程实际中大量使用，由于苏组成成分的复杂性和实际施工过程的不可控制性，混凝土的力学性质十分复杂，0前并没有建立起广泛接受的分析模型。另一方面，近年来重人工程建筑的对结构分析和设计提出了更高的要求，这就使得混凝上结构分析方法走到了继往开来的关键吋期。而越来越多的研宄者

6、和设计者也将0标锁定到混凝土材料和结构的非线性全过程分析上来。为了适应工程设计中对结构全过程非线性分析的需求，最新一版颁布实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[1]专门设置附录C对材料本构关系进行了阐述。对于混凝土材料，则在我国学者以往研究结果的基础之上，建议了损伤本构关系模型。损伤模型以损伤变量表征混凝土在外力作用之下的软化和弱化特性，其物理含义清晰，表达方式简洁，冋吋也便于工程师理解结构的性能，对结构的整体损伤进行评估。同吋，损伤与结构的开裂等现象直接相联系，对于材料和结构的细观分析模型而言，损伤是一种采用“弱”不连续的方式描述材料中

7、裂纹产生和开展的方法。伴随着损伤和裂缝的充分发展，混凝土构件最终发生破坏。本文基于《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[1]附录C建议损伤本构关系和钢筋本构关系，进行钢筋混凝上梁的非线性全过程分析，重点研究梁的裂缝开展直至最终破坏的全过程，为混凝土结构的非线性全过程分析奠定理论基础和提供技术支持。2.现行规范建议混凝土本构关系本文将建立钢筋混凝土梁的平面分析模型，那么混凝土本构关系将采用《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中建议的混凝土双轴本构关系。考虑到不同拉压组合作用下，混凝土材料性能的差别，本构关系的表达式在不冋的拉压区分别

8、表示如下：其中为混凝土受压应力-应变曲线下降段参数，