混凝土高應(yīng)變下累積損傷本構(gòu)規(guī)律研究.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞主要是由結(jié)構(gòu)的低周疲勞累積損傷引起的。國(guó)內(nèi)外研究界在近20年里逐步探索了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在這種反應(yīng)過(guò)程中的滯回特征以及鋼材和混凝土在不同應(yīng)變狀態(tài)下的多次重復(fù)受力本構(gòu)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(nèi)在聯(lián)系，但高周疲勞問(wèn)題研究中使用的是在設(shè)定的力或應(yīng)力的上下界限之間重復(fù)受力的試驗(yàn)方法（定應(yīng)力幅或變應(yīng)力幅），這種方法已無(wú)法用于混凝土高應(yīng)變低周疲勞性能的試驗(yàn)研究。對(duì)高應(yīng)變狀態(tài)下的

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

3、時(shí)完備的循環(huán)應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)數(shù)據(jù)和試件的初始靜載軸壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)，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(shí)的靜載軸壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)。同時(shí)研究了混凝土材料在循環(huán)加載過(guò)程中的疲勞應(yīng)力、單周割線(xiàn)剛度、單周最大應(yīng)變和單周滯回能以及損傷過(guò)程中特征狀態(tài)點(diǎn)等幾方面的性能劣化規(guī)律，并分析了其特點(diǎn)。 地震作用下計(jì)算機(jī)模擬分析的準(zhǔn)確性除輸入地面運(yùn)動(dòng)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(duì)于以

4、彎曲破壞為主的梁柱分析已經(jīng)具有足夠的準(zhǔn)確度，因此主要依賴(lài)于單軸材料恢復(fù)力模型的合理性。 本文在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)以往假定的混凝土卸載-再加載本構(gòu)模型做出重要調(diào)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(gòu)模型，以反映加載歷史對(duì)混凝土在滯回過(guò)程中的強(qiáng)度、剛度退化和滯回耗能的影響，同時(shí)編制了混凝土材料應(yīng)力-應(yīng)變反應(yīng)分析程序，并添加到基于柔度法的纖維模型梁柱單元非線(xiàn)性有限元分析程序中去，分別對(duì)本文試驗(yàn)和所收集