钢筋混凝土结构非线性分析中的本构关系

本文针对在钢筋混凝土结构有限元分析过程中，混凝土和钢筋的本构关系复杂而导致单元刚度计算困难这一问题，提出了用三次多项式分段模拟混凝土和钢筋本构关系的方法。文中叙述了混凝土和钢筋的本构关系及模拟方法，分析了混凝土、钢筋的模拟曲线与原曲线之间的相对面积误差。     

反复荷载下钢筋混凝土本构关系研究

通过对反复荷载下钢筋混凝土的构件受力性能的分析研究，在已有的反复荷载下钢筋和混凝土的应力－应变关系模型的基础上，提出一个较为有效的反复荷载下混凝土的应力－应变模型。     

表层干砂的本构关系

在对表层干砂进行三轴试验研究的基础上，提出了表层干砂的应力－应变关系的数学模型，即非线性弹性Ｋ－Ｇ模型。它较好的描述了表层干砂的力学特性，为车辆行走机构与表层干砂地面相互作用关系的研究提供了理论基础     

方钢管混凝土双向压弯截面非线性分析算法

截面的分析是构件非线性分析的基础。本基于纤维模型提出了一种方钢管混凝土双向压弯截面的非线性分析算法,其中截面刚度方程采用割线刚度矩阵形式表达。中还对所采用的钢管和核心混凝土的本构关系模型进行了描述。     

任意形状钢筋混凝土弯压构件截面非线性全过程分析

本文用三次多项式分段模型混凝土和钢筋的本构关系，以平截平假定为基础，用虚位移原理推导出截面非线性切线刚度矩阵的表达式。和弧长法对钢筋混凝土弯压构件进行截面非线性全过程分析。分析结果与其它的文献结果符合较好，最后把理论分析结果与试验数据进行比较，两者吻合较好。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土结构本构模型对比分析

阐述了钢筋混凝土的弹性和弹塑性损伤本构关系,采用ABAQUS软件对钢筋混凝土梁进行了弹性、弹塑性损伤分析,并对计算结果进行了对比研究,给出了ABAQUS软件中常用的混凝土弹性本构模型及弹塑性损伤本构模型的应用要点,验证了模型的有效性和实用性.可为钢筋混凝土结构的进一步分析提供参考.     

橡胶材料硬化的本构模型与有限元分析

针对橡胶类材料大应变时硬化现象,采用国家GB528标准,在室温下通过单轴拉伸本构实验,建立了基于主伸长的连续介质力学的新本构模型,并确定应变能密度函数中的本构参数,再利用简单剪切实验进行参数验证,表明新本构关系的可行性与有效性．最后将新本构方程加入通用有限元软件,利用非线性有限元对平面应力橡胶板进行了计算．     

混凝土在双向应力作用下新的破坏准则和弹塑性本构关系

讨论了混凝土在双向应力作用下的破坏准则和弹塑性本构关系。根据混凝土的破坏特性，提出一个包含二个物理参数的破坏准则。在此基础上，通过构造塑性位势导出了混凝土在双向应力作用下弹塑性本构关系。最后，该破坏准则和本构关系与混凝土实验进行了比较，从而证实了它们的有效性。     

钢筋混凝土双向压弯构件试验研究

通过１２根钢筋混凝土单、双向压弯构件的试验，探讨了水平荷载的作用方向、轴压比、配箍率、纵筋布置方式等对钢筋混凝土压弯构件抗震性能的影响，并编制了压弯构件的全过程分析程序。     

Experimental study on biaxial mechanical behavior of concrete suffered high temperature and constitutive model

Biaxial compression tests on plain concrete suffered high temperature ranging from 200℃ to 600℃ were carried out using the large-scale dynamic-static tri-axial concrete test system at the State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering with designated stress ratios of 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1, respectively. The measured strength and strain were reported and the changes in both biaxial compressive failure envelopes and strains at peak stresses were analyzed. The regressive equation of initial elastic modulus in the biggest principal compressive stress direction was derived from test results. With the published results from previous biaxial tension-compression experiments, a three-parameter failure criterion has been proposed. A biaxial nonlinear elastic incremental constitutive model was developed for the compressive stress directions by using the equivalent uniaxial strain values deduced from test results. Analytical results obtained from the proposed biaxial constitutive model achieve good agreement with the experimental results.     

硫酸盐腐蚀后混凝土单轴受压本构关系

为了研究硫酸盐侵蚀环境下混凝土力学性能的变化,对受硫酸盐腐蚀的普通混凝土进行单轴受压实验.通过实验室加速腐蚀的实验方法,测定不同腐蚀时期的混凝土的应力应变全曲线,研究受腐蚀混凝土应力-应变曲线上的几个特征值(峰值应力及应变、弹性模量、割线模量、拐点应力及应变、收敛点应力及应变)随腐蚀程度变化的规律,对腐蚀后混凝土的应力应变全曲线进行拟合.结果表明:随腐蚀的进行,混凝土峰值应力、弹性模量先增加后减小,而峰值应变是先稍微有所减小,而后急剧增大;该实验条件下获得了受腐蚀后混凝土应力应变曲线上各特征值与峰值应力fc′的关系式,建立了曲线上升段参数αa的数学表达式.可以以受腐蚀混凝土的强度为基本参数,分别求解受腐蚀混凝土峰值应变、弹性模量,上升段曲线拟合参数、拐点应力以及收敛点应力.从而得到受腐蚀混凝土一系列的力学参数和本构关系.     

零屈服应力下混凝土三轴受压塑性模型

为了模拟混凝土真三轴压缩的力学性质,在分析混凝土真三轴和常规三轴压缩试验结果基础上,以经典塑性力学为理论基础,建立了混凝土的真三轴本构模型.模型考虑了混凝土初始屈服强度为0的实验特性,采用4参数的Hsieh-Ting-Chen作为破坏准则,假定材料强化和软化符合各向同性和非相关联的塑性流动法则,并将混凝土压缩实验中的扩容和塑性功相联系起来,把lode角引入塑性势函数中.模型与两种不同配比的混凝土立方体试件分别在6组不同加载路径下的试验结果进行了验证.     

CFRC抗弯试件的灵敏度

对CFRC抗弯试件进行了试验分析,探讨了不同载荷工况下CFRC抗弯试件的电阻变化规律。结果表明:CFRC抗弯试件上层电阻随载荷的增加先减小后增大,下层电阻随载荷的增加而增大;在重复载荷作用下,CFRC抗弯试件受拉区电阻不断增大,受压区电阻先减小后增大,残余电阻的存在反映了试件内部存在损伤和损伤积累;在交变载荷作用下,碳纤维混凝土试件的电阻随着载荷周期次数的增加而增大,直至破坏;试件电极形式不同,电阻变化规律也不同。     

A macro-meso constitutive law for concrete having imperfect interface and nonlinear matrix

The overall behavior of concrete depends on its meso structures such as aggregate shape, interface status, and mortar matrix property. The two key meso structure characters of concrete, bond status of interface and nonlinear property of matrix, are considered in focus. The variational structure principle is adopted to establish the macro-meso constitutive law of concrete. Specially, a linear reference composite material is selected to make its effective behavior approach the nonlinear overall behavior of concrete. And the overall property of linear reference composite can be estimated by classical estimation method such as self-consistent estimates method and Mori-Tanaka method. This variational structure method involves an optimum problem ultimately. Finally, the macro-meso constitutive law of concrete is established by optimizing the shear modulus of matrix of the linear reference composite. By analyzing the constitutive relation of concrete established, we find that the brittleness of concrete stems from the imperfect interface and the shear dilation property of concrete comes from the micro holes contained in concrete. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50679022, 90510017, 50539090) and National Basic Research Program of China (Grant No. 2007CB714104)     

混凝土注芯砌块砌体材料本构关系试验

与普通混凝土材料相比较,混凝土砌块砌体由于构成材料的性质迥异、规则性布置方式以及块体自身具有的方向性差别而表现出明显的各向异性.在宏观层次上,将各组成相材料的影响视为整体的平均表观性能考虑,把具有实际尺寸的宏单元体作为基本研究对象,采用唯象方法,通过设置减摩层,进行单元体在平面应力状态下的单、双轴试验.利用应力比、异化参数和等效单轴应变的概念,建立混凝土注芯砌块砌体材料的平面应力状态的非线性本构关系,并与试验曲线进行比较,能够很好地表征混凝土砌块砌体所具有的非线性各向异性特点.     

钢筋混凝土轴压短柱包裹纤维材料后的承载性能研究

高强纤维材料在混凝土结构加固工程中已被广泛应用，其中利用约束混凝土原理，在柱环向缠绕纤维材料构成增强纤维塑料外壳后，能有效地改善原混凝土柱的承载性能，提高强度，增大延性。通过对钢筋混凝土圆形，矩形，椭圆形等截面短柱经不同高强纤维包裹后的22个轴心受压试件的试验研究，证实了柱截面形状对约束效果有很明显影响，文章讨论了纤维约束混凝土的工作机理，破坏过程，破坏性质，压溃荷载的计算方法，并对承载力等设计指标的取值提出了看法。     

预应力型钢混凝土梁火灾下抗弯承载力计算

基于对常温下预应力型钢混凝土梁承载性能研究的基础,利用等效截面法建立了预应力型钢混凝土梁在火灾高温作用下的正截面抗弯承载力简化计算方法,并针对试验梁进行了计算分析,得到了基于标准升温情况下的正截面抗弯承载能力与升温时间的全过程关系曲线。由全过程关系曲线显示,随着标准升温时间的增加,预应力型钢混凝土梁的正截面抗弯承载能力逐渐退化。将试验梁抗弯承载力的试验值与理论计算值进行了对比分析,理论计算值比试验值偏小,相对误差为6.9%。