| 摘要 | 第4-7页 |
| abstract | 第7-9页 |
| 1 引言 | 第15-33页 |
| 1.1 钢筋混凝土结构数值模拟的研究现状 | 第17-28页 |
| 1.1.1 基于传统有限单元法的开裂分析模型 | 第17-20页 |
| 1.1.2 基于无网格法的开裂分析模型 | 第20-21页 |
| 1.1.3 基于扩展有限元的开裂分析模型 | 第21-23页 |
| 1.1.4 基于非连续数值方法的开裂分析模型 | 第23-25页 |
| 1.1.5 基于数值流形方法的开裂分析模型 | 第25-26页 |
| 1.1.6 基于刚体弹簧法的开裂分析模型 | 第26-27页 |
| 1.1.7 研究现状评述 | 第27-28页 |
| 1.2 本文的研究内容 | 第28-30页 |
| 1.2.1 存在的问题 | 第28-29页 |
| 1.2.2 研究目标 | 第29-30页 |
| 1.2.3 技术路线图 | 第30页 |
| 1.3 论文章节安排 | 第30-33页 |
| 2 混凝土的刚体弹簧模型 | 第33-47页 |
| 2.1 刚体弹簧模型的位移模式 | 第33-35页 |
| 2.1.1 刚体块的基本位移 | 第33-34页 |
| 2.1.2 刚体块间的相对位移 | 第34-35页 |
| 2.2 刚体弹簧模型的应力模式 | 第35-36页 |
| 2.2.1 界面应力模式 | 第35页 |
| 2.2.2 界面弹簧刚度矩阵 | 第35-36页 |
| 2.3 刚体弹簧模型的整体平衡方程 | 第36-37页 |
| 2.3.1 刚体弹簧模型的能量方程 | 第36页 |
| 2.3.2 刚体弹簧模型的整体平衡方程 | 第36-37页 |
| 2.4 数值积分 | 第37-42页 |
| 2.4.1 单纯形积分公式和自然坐标系的应用 | 第37-38页 |
| 2.4.2 刚体块形心的计算 | 第38-39页 |
| 2.4.3 体力等效荷载的计算 | 第39-40页 |
| 2.4.4 面力等效荷载 | 第40-41页 |
| 2.4.5 单元(界面)刚度矩阵 | 第41-42页 |
| 2.5 边界条件的实现 | 第42-44页 |
| 2.6 数值验证 | 第44-45页 |
| 本章小结 | 第45-47页 |
| 3 混凝土剪切强度的试验研究 | 第47-63页 |
| 3.1 混凝土抗剪强度试验方法的研究现状 | 第47-52页 |
| 3.1.1 短梁直剪试验 | 第48页 |
| 3.1.2 Z型柱单剪面试验 | 第48-49页 |
| 3.1.3 薄壁圆筒受扭试验 | 第49-50页 |
| 3.1.4 二轴拉/压应力试验法 | 第50页 |
| 3.1.5 等高变宽梁四点受力剪切试验 | 第50-51页 |
| 3.1.6 混凝土单轴抗压、抗拉强度换算法 | 第51页 |
| 3.1.7 不同方法计算结果的对比分析 | 第51-52页 |
| 3.2 混凝土抗剪强度试验设计 | 第52-55页 |
| 3.2.1 试块制作 | 第52-53页 |
| 3.2.2 试验设备 | 第53-54页 |
| 3.2.3 试验模型及试验方法 | 第54-55页 |
| 3.3 混凝土剪切试验的实测结果与分析 | 第55-61页 |
| 3.3.0 不同测压下混凝土立方体标准试块的破坏模式 | 第55-56页 |
| 3.3.1 不同测压下混凝土抗剪强度统计数据及拟合曲线 | 第56-58页 |
| 3.3.2 基于试验结果的混凝土抗剪强度指标确定 | 第58-59页 |
| 3.3.3 受拉状态下混凝土抗剪强度的取值问题及混凝土屈服面 | 第59-61页 |
| 本章小结 | 第61-63页 |
| 4 随机网格的刚体弹簧模型及其在混凝土开裂模拟中的应用 | 第63-77页 |
| 4.1 基于Voronoi图的随机网格 | 第64-66页 |
| 4.1.1 Voronoi多边形网格生成方法 | 第64-65页 |
| 4.1.2 Voronoi多边形网格的优化 | 第65页 |
| 4.1.3 Voronoi多边形网格边界处理 | 第65-66页 |
| 4.2 二维Voronoi网格的节点排序 | 第66-67页 |
| 4.3 混凝土的非线性本构模型 | 第67-71页 |
| 4.3.1 混凝土的屈服面 | 第67-68页 |
| 4.3.2 混凝土的受压本构模型 | 第68-69页 |
| 4.3.3 混凝土的受拉本构模型 | 第69-70页 |
| 4.3.4 混凝土剪切破坏的本构模型 | 第70-71页 |
| 4.4 非线性迭代计算 | 第71-73页 |
| 4.5 数值验证 | 第73-75页 |
| 4.5.1 双边缺口混凝土板 | 第73-74页 |
| 4.5.2 单边缺口混凝土简支梁 | 第74-75页 |
| 本章小结 | 第75-77页 |
| 5 基于刚体弹簧法的钢筋混凝土结构模拟方法 | 第77-95页 |
| 5.1 考虑粘结滑移的钢筋杆单元模型 | 第77-82页 |
| 5.1.1 钢筋杆单元模型 | 第78-79页 |
| 5.1.2 钢筋和混凝土的粘结滑移模型 | 第79-81页 |
| 5.1.3 钢筋的本构模型 | 第81-82页 |
| 5.2 弥散钢筋模型 | 第82-86页 |
| 5.2.1 弥散钢筋单元的位移 | 第82-83页 |
| 5.2.2 弥散钢筋单元的应力模式 | 第83-84页 |
| 5.2.3 能量方程和单元刚度矩阵 | 第84-85页 |
| 5.2.4 钢筋的受拉刚化效应 | 第85-86页 |
| 5.3 钢筋混凝土简支梁的试验与数值模拟对比研究 | 第86-93页 |
| 5.3.1 钢筋混凝土简支梁的试验与数值模拟(钢筋杆单元模型)对比 | 第86-90页 |
| 5.3.2 钢筋弥散单元模型和钢筋杆单元模型的计算结果对比 | 第90-91页 |
| 5.3.3 Z型钢筋混凝土剪切构件的试验和数值模拟对比 | 第91-93页 |
| 本章小结 | 第93-95页 |
| 6 三维刚体弹簧模型 | 第95-109页 |
| 6.1 混凝土的三维模型 | 第96-99页 |
| 6.1.1 三维空间块体的基本位移模式 | 第96页 |
| 6.1.2 三维模型的界面单元生成及局部坐标系建立 | 第96-98页 |
| 6.1.3 界面位移和界面应力 | 第98页 |
| 6.1.4 能量方程及整体平衡方程 | 第98-99页 |
| 6.2 钢筋的三维模型 | 第99-101页 |
| 6.2.1 粘结滑移单元的位移和应力模式 | 第100-101页 |
| 6.2.2 能量方程及单元刚度矩阵 | 第101页 |
| 6.3 三维刚体弹簧模型的数值积分方案 | 第101-104页 |
| 6.3.1 任意凸多面体的节点排序及存储 | 第101-103页 |
| 6.3.2 任意凸多面体的数值积分方案 | 第103-104页 |
| 6.3.3 任意凸多面体的形心坐标 | 第104页 |
| 6.4 混凝土和钢筋的本构模型的调整 | 第104-105页 |
| 6.5 验证 | 第105-108页 |
| 6.5.1 T型悬臂梁弹性分析 | 第105-106页 |
| 6.5.2 钢筋混凝土简支梁破坏过程模拟 | 第106-108页 |
| 本章小结 | 第108-109页 |
| 7 结论与展望 | 第109-113页 |
| 7.1 结论 | 第109-111页 |
| 7.2 展望 | 第111-113页 |
| 参考文献 | 第113-129页 |
| 致谢 | 第129-133页 |
| 作者简介 | 第133-134页 |
