混凝土结构冻融损伤理论及冻融可靠度分析

该文基于疲劳累积损伤理论,对混凝土的冻融损伤特性进行了可靠性分析。把混凝土结构冻融破坏近似看作由不同正负峰值温度差顺序作用产生的疲劳累积损伤破坏,给出了常幅温差及变幅温差作用下基于疲劳累积损伤的冻融可靠度计算分析模型,并对某一混凝土构件的冻融损伤可靠度进行了计算分析。     

基于损伤的混凝土大坝可靠度分析

研究了基于损伤概念的混凝土结构可靠度分析方法.通过引入损伤边界面的概念,导出了包含损伤变量的四参数Hsieh-Ting-Chen边界面模型.在此基础上,构造了大体积混凝土结构对应于初始损伤边界面的极限状态方程.通过响应面法和有限元分析的结合,对功能函数进行了拟合,建立了可以用于复杂结构可靠度分析的有效模式.用该模式对一座混凝土重力坝进行了实例分析,得到了较为满意的结果.     

受弯混凝土结构的疲劳损伤特性

本文通过疲劳试验测定受弯混凝土结构疲劳损伤特性，并对简支梁中性轴位置在弯曲疲劳过程中的变化进行了分析，得到受弯混凝土结构疲劳破坏规律，在此基础上，提出了弯曲混凝土结构的疲劳损伤方程。     

低周疲劳过程中弹性模量的损伤特性

加工成圆形横截面光滑试样,采用损伤力学理论,通过轴向不同应变幅控制的低周疲劳试验,研究了10CrNi5MoV高强钢的拉伸卸载模量、压缩卸载模量和循环弹性模量的损伤特性,结果表明:三个弹性模量的损伤特性,依赖于应变幅的大小,应变幅越大,三个模量的损伤均越快;在试样失效之前,三个弹性模量的损伤并无明显变化,只是在试样失效时,各自的损伤变量D才迅速趋向于1。研究结果为10CrNi5MoV高强钢的工程应用提供了参考。     

12Cr1MoV钢低周疲劳损伤研究

为了预测锅炉、压力容器的整体寿命,用连续介质损伤力学理论研究了工程材料的低周疲劳损伤演变过程.采用循环应力幅定义损伤变量D,根据有效应力概念,建立了低周疲劳各向同性连续损伤模型,并通过控制应变的疲劳试验,用该模型对锅炉常用材料12Cr1MoV钢试件进行了疲劳损伤的测量.研究表明,当循环进行到80%寿命时,损伤进入局部化阶段,宏观裂纹开始形成,较好地验证了损伤演变模型;所建立的模型形式简单,参数少,易测量,具有明确的物理意义,对锅炉的寿命估算有参考价值.     

钢筋混凝土柱低周疲劳试验中的强度退化与刚度退化

本文根据作者已做钢筋混凝土柱低周疲劳试验，就钢筋混凝土柱的强度与刚度退化问题进行分析。     

微动疲劳损伤失效分析

介绍了微动疲劳损伤失效的现象，影响因素，鉴别特征，并举例说明。     

局部高密度钢纤维混凝土弯曲疲劳损伤演变规律

在混凝土弯曲构件底部用高密度钢纤维局部增强称为局部高密度钢纤维混凝土(PHPFRC),与同样纤维掺量的传统钢纤维混凝土(SFRC)比较,它可以用相近的价格获得高得多的刚度﹑承载力和抗疲劳断裂性能.为了能够预测PHPFRC在循环荷载作用下的疲劳寿命,需要确定其疲劳损伤演变规律.本文通过试验发现,局部高密度钢纤维混凝土的弯曲疲劳损伤表现出韧性材料所具有的性质,基本上接近韧性损伤,这与素混凝土及传统钢纤维混凝土有本质的不同;根据其疲劳特性的实验结果,探讨了PHPFRC弯曲疲劳损伤阈值;结合损伤理论,建立了适合于纤维体积掺量为1.2%的局部高密度钢纤维混凝土试件的弯曲疲劳损伤演变方程.     

一种基于残余应变的混凝土疲劳损伤模型

介绍了混凝土在承受疲劳荷载时内部微裂纹的扩展规律,根据疲劳损伤变形的3阶段特征,可知混凝土内部微裂纹的扩展是导致其疲劳损伤的本质原因,提出了残余应变可作为建立疲劳损伤模型的基础。研究并介绍了混凝土疲劳损伤破坏时峰值应变εunstab的确定、等幅或变幅荷载作用下残余应变ε残和总应变ε总的计算理论。根据疲劳等效累积原则和混凝土疲劳残余应变的计算理论,推导出混凝土在疲劳荷载作用下基于残余应变的疲劳损伤模型,并提出了建立混凝土疲劳损伤模型需要进一步研究的重点和难点。     

隔震结构损伤性能与可靠度研究

提出隔震结构的地震损伤模型,并采用概率密度演化理论分析隔震结构地震损伤指数的概率统计特征,为隔震结构性态目标的量化提供依据。考虑隔震支座的压剪相关性和拉压性能的差异,给出隔震层的损伤指数模型,再利用Park-Ang损伤指数描述上部结构的损伤状况,建立隔震体系的损伤指数模型;将隔震结构简化为双质点模型,采用Bouc-Wen模型和刚度退化的Bouc-Wen模型分别描述隔震层与上部楼层的滞变特性,建立隔震结构的状态方程,应用四阶龙格-库塔方法迭代求解求解出隔震结构的位移反应和滞变耗能,进而求解隔震结构的损伤指数;建立隔震结构损伤指数的概率密度演化方程,求解损伤指数的统计特征和概率密度函数,然后根据极值分布理论计算损伤指数超过不同性能水准的可靠度。本研究为以可靠度为理论基础的隔震结构损伤分析提供了可借鉴的方法。     

在役钢筋混凝土结构基于可靠性的疲劳寿命分析

本文以结构的极限疲劳循环次数作为随机变量,基于可靠性理论提出了在役结构疲劳剩余寿命的预测方法,分析了多种工况下结构在未来服役期内的疲劳可靠性和疲劳剩余寿命。算例表明,通过对在役结构疲劳寿命及可靠性的分析,不仅可以预测在目标可靠度下的疲劳寿命,而且可以根据需要确定合适的交变荷载的频率、服役时间以及相应的疲劳可靠指标,从而为结构的合理利用起指导性作用。     

桁架结构系统静强度与疲劳的耦合可靠性分析

根据结构可靠性分析理论和疲劳载荷对结构造成的损伤,建立了元件静强度和疲劳耦合可靠性分析的失效判别准则,给出了元件静强度失效时所对应的当量寿命,分析了元件静强度失效和疲劳失效之间的相互影响,进而讨论了结构系统静强度和疲劳的耦合可靠性分析方法。算例表明:在不同的使用年限内,静强度失效和疲劳失效对结构系统失效的贡献是不同的;在结构系统主要失效路径中既有元件静强度失效又有元件疲劳失效;若只考虑单一因素(或静强度、或疲劳)下的可靠性分析,可能会导致结构不安全。     

型钢混凝土梁梁连接节点疲劳强度分析

基于疲劳试验进一步分析了H型钢混凝土(SRC)梁梁连接节点的疲劳破坏模式和机理,探讨了表征这种组合节点疲劳强度的参数,对其疲劳强度进行了评估。研究表明:SRC梁梁节点疲劳破坏发生在连接到主梁的次梁截面上,次梁H型钢受拉翼缘的疲劳断裂是这种组合节点疲劳破坏的关键特征;提出了采用次梁H型钢受拉翼缘应力幅和国内外钢结构疲劳设计规范相关的S-N曲线的计算方法来进行对SRC梁梁节点的疲劳强度评估,该方法简单实用且偏于安全。     

钢筋混凝土吊车梁的混凝土疲劳概率分析

本文基于吊车荷载随机数学模型和混凝土的疲劳试验结果,进行了钢筋混凝土吊车梁混凝土的疲劳累积损伤概率分析,提出了钢筋混凝土吊车梁的混凝土疲劳可靠性分析和疲劳寿命估计方法。     

高温后高强混凝土受压疲劳性能研究

利用电液伺服疲劳试验机,进行了C60高强混凝土的单轴受压疲劳试验,研究了其经100℃、400℃和700℃高温后表观特征、残余应变、疲劳寿命等的变化规律。试验结果表明：高温后高强混凝土的色泽变浅,部分400℃恒温0.5 h、1 h的试块呈铁锈红色,700℃时试块外表呈灰白色;在单轴受压疲劳荷载作用下,高温后高强混凝土的残余应变符合三阶段发展规律,较普通混凝土有更长的第二阶段。定义相对残余应变为损伤变量,建立了高温历程与受压疲劳损伤的关系模型,为经历重复荷载作用与不同加温历程等综合工况下高强混凝土疲劳试验研究及疲劳损伤评价奠定了基础。     

混凝土的P-D-ε曲线及其累积损伤特性分析

本文在大量试验的基础上建立了描述混凝土在疲劳载荷作用下损伤与应变的概率关系的 曲线。使用该曲线可以十分方便地研究在不同存活率下混凝土的损伤阈值应变、破坏极限应变与损伤量的关系，判断混凝土结构在任意应变状态下所处的损伤状态或剩余强度。提供了一种依据实测应变量及应变变化评估混凝土结构可靠度和寿命的有效途径。     

自密实混凝土与老混凝土粘结剪切强度的塑性极限分析

该文假定了自密实混凝土与老混凝土粘结层的直剪破坏机构,选用Mises屈服条件,对新老混凝土的粘结强度进行塑性极限分析,得到粘结剪切强度的上限解τ的理论计算公式,并根据试验结果确定了公式中的主要参数,以供自密实混凝土加固工程设计参考。     

混凝土拉-压疲劳损伤模型及其验证

基于连续损伤力学理论,提出了混凝土单轴拉-压疲劳损伤模型。模型中采用了拉和压两个边界面。加载面、边界面方程均以损伤能量释放率表示。在能量释放率空间内,由加载面与初始损伤面、边界面之间的位置描述损伤状态。通过建立累积损伤与相应循环损伤能量释放率阈值之间的关系,确定了疲劳加载中极限断裂面尺寸的变化规律,由此模拟混凝土在循环荷载作用下的刚度退化过程。结合作者完成的疲劳试验结果,确定了理论模型中的计算参数。经比较,理论模型预测的应力-应变数值、疲劳寿命和试验结果吻合较好。