鋼筋混凝土短肢剪力墻結構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構分析領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構不同層次上的反應出現(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構為研究對象，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。 試驗設計是本文整個試驗過程中最為基礎和關鍵的環(huán)節(jié)。為了能夠從試驗角度較好的反映本文的研究目的，在結構設計，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

2、構反應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)象的分析結果證明了混凝土非線性與隨機性會對結構反應造成較大的影響，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構靜力全過程試驗數(shù)據(jù)進行了對比分析。結果顯示：在宏觀荷載-位移、細觀應變、局部位移以

3、及截面受力狀態(tài)等方面，短肢剪力墻結構均表現(xiàn)出明顯的隨機演化行為，并且，隨著反應層次的深入，結構反應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構內力發(fā)生隨機重分布的本質原因。 采用彈塑性損傷本構關系進行了確定性結構非線性反應分析。研究結果表明：在荷載-位移層次上，采用材料均值進行結構分析，可以在可接受的誤差范圍內預測結構的非線性響應，但在應變響應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構非

4、線性分析，分析結果僅可以大體反映試驗結果的總體趨勢。因此，進行結構反應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，基于混凝土彈塑性損傷本構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構的非線性隨機演化分析研究。結構水平承載力、混凝土和鋼筋應變的分析結果在一階、二階數(shù)值特征上與試驗結果吻合較好。研究進一步發(fā)現(xiàn)：在受力過程中，結構響應的概率密度曲面表現(xiàn)出了“