钢筋混凝土梁结构损伤破坏过程的试验研究与数值模拟

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按设计要求预制多根钢筋混凝土构件,将其做成简支梁和连续梁两种形式,在试验室分别对它们按试验方案进行了静载作用下的损伤破坏试验。 将损伤力学理论与有限元法相结合,研究钢筋混凝土简支梁和连续梁静载作用下的损伤破坏过程。基于弹性损伤一般理论,取其二阶近似形式,建立了一个含三参数的损伤力学模型,有效地描述了钢筋混凝土材料在损伤与断裂过程中的力学行为。在分析钢筋混凝土结构的损伤演化过程中,分析了其主要受力特点,考虑钢筋混凝土材料在受拉与受压状态下损伤行为的不同,通过体积应变εm和拉压修正系数γ判断和区分钢筋混凝土单元的受拉压情况。 运用损伤力学—附加荷载—有限元法,对钢筋混凝土简支梁和连续梁结构的位移、应变及损伤场的演变过程进行了数值模拟计算,发现破坏模式、位移和应变的理论结果优于不考虑损伤效应线弹性结果,与试验结果吻合较好。特别是在临近失效的阶段,钢筋混凝土结构具有明显的非线性行为。弹性损伤理论能较准确地识别钢筋混凝土梁结构的损伤部位,并可对其损伤程度进行定量分析。通过打靶计算,得出了钢筋混凝土材料损伤演化参数的初步数值,揭示了钢筋混凝土材料破坏过程中一些复杂的力学行为。 研究表明,本文所发展的损伤理论与分析方法的可以有效地描述钢筋混凝土结构材料的损伤与破坏行为,有较好的实用价值。
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