混凝土宏观本构模型研究进展

近年来,随着结构工程的快速发展,对结构在罕遇地震和风载作用下的精准数值模拟与性能化设计提出了更高需求。结构工程中的混凝土属于准脆性材料,试验表明混凝土具有显著的受压软化、受拉软化、剪切软化和捏拢效应等特性。针对上述特性,概述了结构工程数值模拟中常用的6种混凝土数值模型,包括非线性弹性模型、脆性裂缝模型、弹塑性裂缝模型、损伤模型、微平面模型和基于解耦假定的全量型本构模型,并基于文献调研评价了已有模型的不足。多面塑性模型对于混凝土构件单调加载取得了较好的预测精度;塑性损伤模型较难模拟裂面剪切行为;基于解耦假定的全量型模型可近似考虑混凝土的受压软化、受拉软化、捏拢效应、主拉应变导致的强度折减效应和剪切软化等问题。此外,概述了宏观本构模型有待进一步研究的问题。可为结构工程中混凝土本构模型的选用和参数标定提供相关依据。

钢筋混凝土薄膜元理论

承受平面内剪应力和正应力的钢筋混凝土和预应力混凝土薄膜元的软化桁架模型已经发展起来。这种模型满足二维应力平衡条件、莫尔应变协调条件和混凝土的双轴软化本构关系。它不仅能预估薄膜元的强度，而且能表达荷载－变形关系的全过程。本文叙述了两种软化桁架模型，它们的区别是对混凝土压杆角度的假定不同。首先概述已完整建立起来的转角软化桁架模型，然后给出定角软化桁架模型的新发展。