混凝土损伤理论的分析研究

SHANGHAI UNIVERSITY

结构非线性分析课程论文

UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)

题 目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理

论应用

学 院 土木工程系

专 业 建筑与土木工程

学 号 xxxxxxxx

学生姓名 xxx

指导教师 xx

日 期

2017.12.24

上海大学2017～2018学年冬季学期研究生课程考试

小论文

课程名称：结构非线性分析课程编号：18Z147004

论文题目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理论应用

研究生姓名: xxx 学号: xxxxxxxx

论文评语:

成绩: 任课教师: xx

评阅日期:

目录

一混凝土损伤理论的研究背景 (1)

二国内外对混凝土损伤理论的研究现状 (2)

1）国外混凝土损伤理论研究现状 (2)

2）国内混凝土研究现状 (2)

三混凝土损伤理论研究中的问题和研究方法 (3)

1）试验条件相差较大时混凝土的本构关系将发生变化 (3)

2）复杂的多轴应力状态下的损伤理论 (3)

3）试验难度大 (3)

4）研究方法 (3)

四钢筋混凝土非线性损伤理论及有限元法 (4)

1）混凝土非线性本构模型 (4)

2）规范中的混凝土损伤理论 (5)

①混凝土单轴受压时的本构模型及dc的选取 (5)

②混凝土单轴受拉时的损伤理论 (6)

2）ABAQUS算例 (6)

①混凝土塑形损伤模型 (6)

②数值分析 (7)

五研究成果与创新 (8)

1)当今国际的研究成果 (8)

2)理论研究的新进展 (8)

3)在有限元中的应用 (8)

六研究混凝土损伤理论的意义和结论 (9)

1)社会意义 (9)

2)经济效益 (9)

3)结论 (9)

七展望 (9)

八建议 (10)

参考文献 (10)

混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理论应用

xxx xxxxxxxx指导老师 xx

（上海大学土木工程系上海200072）

摘要：混凝土的损伤理论是研究混凝土材料的一个重要方面。通过对背景，现状和规范的研究找出混凝土损伤理论的研究方法和现阶段面临的问题。在了解国内外的本构模型、研究现状和研究难点,并重点研究了混凝土非线性损伤理论之后，总结了当前研究的创新点和现如今所取得的成果，并将得到的成果运用在有限元方法和实际工程中。最后给出了对本门课程的建议和意见。

关键词：损伤理论；本构模型；规范

Analysis of constitutive relation of concrete structure

Xx xxx, xxxxxxxx, Conductor .Xx xxxx

（ShanghaiUniversity, Department of Civil Engineering, Shanghai）

Abstract:The damage theory of concrete is one aspect that must be considered when studying concrete material. Through the background and norms to find out the method of dealing with concrete materials and the problems facing the current stage. After comprehending the constitutive models at home and abroad, research status quo and research difficulties, and focusing on the theory of nonlinear damage of concrete, this paper summarizes the innovations of current research and present achievements, and applies the results obtained in finite Meta method and the actual project. Finally, the suggestions and opinions of this course are given.

Keywords:Constitutive relation;Constitutive model；Norms

一混凝土损伤理论的研究背景

混凝土是当代土木工程中应用最广的建筑材料之一。它是以水泥为主要胶结材料，拌合

一定比例的砂、石和水，经过搅拌、注模、振捣、养护等工序后，逐渐凝固硬化而成的人工混合材料。各组成材料的成分、性质和相互比例，以及制备和硬化过程中的各种条件和环境因素，都对混凝土的力学性能有不同程度的影响。因此，混凝土与金属等均质材料有着截然不同的内在结构和力学性质。其最大的特点就是其组成是由硬化水泥浆和粗、细骨料等构成的多相复合结构,这一特点决定了混凝土材料的非均质性和物理性态的复杂性。这种非均质的多相复合结构使得混凝土在承受外载之前,由于干缩、泌水等原因,已存在大量的微孔隙界面裂缝,且这些缺陷的分布完全是随机的.当混凝土受到外界作用以后,弥散在材料内部的微裂缝开始逐渐长大,并随着荷载的变化,在部分区域出现贯通,直至形成宏观大裂缝,混凝土的破坏是结合缝的产生、成核、扩展、分叉、和失稳的过程。混凝土的破坏过程预示其本构行为将是非常复杂的,如果只单纯用经典弹性力学或塑性力学的处理方法来描述将难以获得理想结果。本文将探讨了混凝土的断裂损伤理论，并展望了混凝土断裂损伤理论的应用前景。