混凝土高應變下累積損傷本構規(guī)律研究.pdf

1、建筑結構在地震作用下的破壞主要是由結構的低周疲勞累積損傷引起的。國內外研究界在近20年里逐步探索了鋼筋混凝土結構構件在這種反應過程中的滯回特征以及鋼材和混凝土在不同應變狀態(tài)下的多次重復受力本構模型和損傷累積規(guī)律。在研究中發(fā)現(xiàn)低周疲勞特征與高周疲勞特征有著密切的內在聯(lián)系，但高周疲勞問題研究中使用的是在設定的力或應力的上下界限之間重復受力的試驗方法（定應力幅或變應力幅），這種方法已無法用于混凝土高應變低周疲勞性能的試驗研究。對高應變狀態(tài)下的

2、低周疲勞，采用在設定的應變界限之間重復受力的試驗方法似乎更加合理。 本文改用在設定的應變界限之間重復受力的試驗方法。在本文作者所在研究集體完成的中等強度混凝土在以不同程度超過ε0（ε0為與峰值應力對應的應變）的定壓應變上限條件下的等應變幅多次循環(huán)加載試驗和混凝土在逐步增大壓應變上限條件下的變壓應變幅多次循環(huán)加載試驗的基礎上，本文對較高強度等級混凝土完成了系列試驗，獲得了疲勞試件在不同的等應變幅和變應變幅加載工況下達到不同損傷狀態(tài)

3、時完備的循環(huán)應力－應變關系曲線數(shù)據(jù)和試件的初始靜載軸壓應力－應變曲線，以及在循環(huán)至一定周數(shù)后有損試件再加載軸壓破壞時的靜載軸壓應力－應變曲線。同時研究了混凝土材料在循環(huán)加載過程中的疲勞應力、單周割線剛度、單周最大應變和單周滯回能以及損傷過程中特征狀態(tài)點等幾方面的性能劣化規(guī)律，并分析了其特點。 地震作用下計算機模擬分析的準確性除輸入地面運動的因素外，主要取決于分析模型和材料模型的合理性。本文所用的（纖維模型梁柱單元）分析模型對于以

4、彎曲破壞為主的梁柱分析已經(jīng)具有足夠的準確度，因此主要依賴于單軸材料恢復力模型的合理性。 本文在試驗結果的基礎上，通過對以往假定的混凝土卸載-再加載本構模型做出重要調整，提出了能夠在任意加載模式下較好反映混凝土材料累積損傷規(guī)律的本構模型，以反映加載歷史對混凝土在滯回過程中的強度、剛度退化和滯回耗能的影響，同時編制了混凝土材料應力-應變反應分析程序，并添加到基于柔度法的纖維模型梁柱單元非線性有限元分析程序中去，分別對本文試驗和所收集