钢筋混凝土梁柱损伤扩展模型及其实验验证

"钢筋混凝土梁柱损伤扩展模型 (2012年)，作者宁超、李杰，发表于《同济大学学报(自然科学版)》第40卷第12期，2012年12月，文章编号0253-374X(2012)12-1747-06，DOI:10.3969/j.issn.0253-374x.2012.12.001，关键词：钢筋混凝土梁柱构件，柔度法模型，损伤扩展，中图分类号：0313.7，文献标识码：A" 本文主要探讨的是钢筋混凝土梁柱在受载过程中损伤扩展的建模方法。钢筋混凝土结构在荷载作用下，随着时间的推移，可能会出现微小裂缝直至结构破坏，这一过程称为损伤扩展。作者从这个角度出发，提出了一个动态计算和更新损伤区长度的模型。 传统的纤维梁柱模型，如Scott和Fenves提出的分段纤维模型，存在一个问题，即塑性区长度对计算结果的敏感性。这会导致模型的计算精度受到塑性区长度设定的影响，而这种影响往往是不稳定的。为了解决这个问题，宁超和李杰在他们的研究中采用了修正的2点Gauss-Radau积分方案。这种方法的优势在于，它能够在损伤区长度范围内确保仅包含1个积分点，从而避免了塑性区长度敏感性问题，提高了模型的稳定性和计算效率。 通过对钢筋混凝土悬臂柱的试验数据与数值模拟结果进行对比分析，该模型显示出较高的计算精度。它不仅能够准确地反映梁柱在受载时的应力分布和变形情况，还能有效地模拟损伤从初始到扩展的全过程，这对于预测结构的耐久性和安全性至关重要。此外，模型的应用有助于理解和评估钢筋混凝土梁柱在实际工程中的行为，为结构设计和安全评估提供更可靠的理论支持。 这篇论文为钢筋混凝土结构的损伤评估和预测提供了一个新的理论框架，对于结构工程领域，特别是在地震工程、建筑安全和结构健康监测等方面具有重要的理论和实践意义。通过这种损伤扩展模型，工程师可以更好地理解和预测结构在长期荷载下的性能，从而做出更科学合理的决策。