鋼筋混凝土短肢剪力墻結(jié)構(gòu)試驗研究與非線性隨機演化分析.pdf

1、非線性與隨機性是混凝土結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域中難以回避的兩個熱點與難點問題，兩者耦合將會使得結(jié)構(gòu)不同層次上的反應(yīng)出現(xiàn)復雜的隨機演化力學行為?；趯@一物理背景的思考，本文以兩類短肢剪力墻結(jié)構(gòu)為研究對象，試圖通過試驗研究與理論分析兩個方面來全面闡述這一耦合效應(yīng)。 試驗設(shè)計是本文整個試驗過程中最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為了能夠從試驗角度較好的反映本文的研究目的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計，材料配制，模型施工以及加載制度上均進行了嚴格的一致性控制，基本上可以認為結(jié)

2、構(gòu)反應(yīng)的隨機性來源于混凝土本身，而沒有引入新的隨機源，為后續(xù)的試驗分析提供了強有力的支撐。 通過試驗現(xiàn)象的描述與對比分析，發(fā)現(xiàn)各片相同墻體在局部破壞現(xiàn)象與整體失效模式均存在較大差異。開裂特征，屈服特征和破壞現(xiàn)象的分析結(jié)果證明了混凝土非線性與隨機性會對結(jié)構(gòu)反應(yīng)造成較大的影響，為試驗數(shù)據(jù)的進一步分析提供了重要的參考。 進一步對兩類短肢剪力墻結(jié)構(gòu)靜力全過程試驗數(shù)據(jù)進行了對比分析。結(jié)果顯示：在宏觀荷載-位移、細觀應(yīng)變、局部位移以

3、及截面受力狀態(tài)等方面，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出明顯的隨機演化行為，并且，隨著反應(yīng)層次的深入，結(jié)構(gòu)反應(yīng)的演化過程變得越來越復雜。分析發(fā)現(xiàn)，混凝土非線性與隨機性耦合是導致結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生隨機重分布的本質(zhì)原因。 采用彈塑性損傷本構(gòu)關(guān)系進行了確定性結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)分析。研究結(jié)果表明：在荷載-位移層次上，采用材料均值進行結(jié)構(gòu)分析，可以在可接受的誤差范圍內(nèi)預測結(jié)構(gòu)的非線性響應(yīng)，但在應(yīng)變響應(yīng)和局部相對位移層次上，變異性十分顯著，采用材料均值進行結(jié)構(gòu)非

4、線性分析，分析結(jié)果僅可以大體反映試驗結(jié)果的總體趨勢。因此，進行結(jié)構(gòu)反應(yīng)的概率密度演化分析研究非常必要。 在混凝土隨機損傷力學研究的基本框架內(nèi)，基于混凝土彈塑性損傷本構(gòu)模型和概率密度演化理論，在樣本軌道、系綜數(shù)值特征和概率密度三個層面上，本文開展了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的非線性隨機演化分析研究。結(jié)構(gòu)水平承載力、混凝土和鋼筋應(yīng)變的分析結(jié)果在一階、二階數(shù)值特征上與試驗結(jié)果吻合較好。研究進一步發(fā)現(xiàn)：在受力過程中，結(jié)構(gòu)響應(yīng)的概率密度曲面表現(xiàn)出了“