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循环荷载下混凝土开裂-闭合行为计算方法研究

         
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摘要

为建立混凝土塑性损伤(concrete damaged plasticity,CDP)模型中描述循环荷载下混凝土开裂-闭合行为的受压刚度因恢复因子wc计算方法,基于混凝土开裂断裂能GF建立了指数型软化应力σ-开裂位移w关系;对比评价了现有的混凝土拉、压损伤参数(分别为dt、dc)计算模型,选择了适用于钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构分析的dt和dc计算模型;并以受拉残存断裂能密度gFR与开裂断裂能密度gf之比的θ次方(θ≥1)建立了wc计算模型.该计算模型同时考虑了单元特征长度leq和dt对变量wc的影响,并讨论了刚度恢复修正参数θ的取值.为解决CDP模型中的wc只支持某一常数定义所存在的局限性,以循环荷载下严重破损的RC节点为研究对象,基于现有混凝土裂缝特征与受拉损伤状态的统计关系,提出了一种基于拉伸损伤水平dt的模型简化处理方法.以0≤dt1≤0.75和0.75≤dt2≤dtm(dtm≤1)将RC节点模型划分为轻微损伤和损伤-破坏两个区域,并分别采用特征刚度恢复因子wcz1和wcz2定义两个区域的材料属性.通过对多组循环荷载下的RC节点进行数值模拟并与试验数据比较,验证了循环荷载下混凝土开裂-闭合行为计算方法的正确性以及模型简化方法的可行性.

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