混凝土强理论及非线性分析毛小勇
钢筋混凝土非线性分析
五、基本概念 1、本构关系：材料力学性质的数学表达式 2、屈服极限：由弹性变形变为非弹性变形的转折点的应力 屈服条件：某一点出现塑性变形时应力状态应满足的条件 屈服函数：表示屈服条件的函数 屈服面： 屈服函数在应力空间中表示的曲面
3、强化：屈服极限提高的现象 软化：应力降低、应变增大的现象 拉伸强化：混凝土受拉构件中主裂缝之间混凝土仍承担 一部分拉应力的现象 4、反复加载：周期性静力荷载作用下交替产生拉、压应力 重复加载：周期性静力荷载作用下仅产生单向应力
b)应力随时间变化，且σ＜0.5fc： •粘弹性流变模型——弹性继承理论
•老化理论
【朱】Page25 式1.41
假定：混凝土各向同性 瞬时应力、应变具有线性关系 徐变变形与应力之间具有线性关系 应力变化，徐变变形值按相应应力增量引起的徐变变形迭加 变形的绝对值与应力符号无关 在相同应力条件下，不同龄期的徐变曲线可以成为“平行曲 线”，徐变变形可按应力值和混凝土的龄期加以推算。 如已知龄期τi，较早龄期τ1，加载时刻t， 则：
第一章：绪论
一、学习非线性分析的意义 （当前混凝土结构设计存在的问题） 1、混凝土材料工作状态的非线性 2、钢筋和混凝土共同工作条件——变形协调 3、结构内力计算和截面设计不协调 4、节点的理想化（刚接、铰接）与实际状态不符 5、长期荷载下徐变、应力松弛引起的结构内力重分布 6、动力荷载作用下的材料特性与静力下不同
a)应力不变，且σ＜0.5fc （线性徐变或有限徐变）： 幂表达式 指数表达式 双曲线表达式 对数表达式
其中各常数可以调整，用以考虑 时间和不同因素的影响
在此基础上，另加调整参数，对表达式进行修正 【朱】Page24 式1.37 考虑自由收缩、水泥水化程度 式1.38、1.39 考虑湿度、尺寸、龄期 式1.40 考虑湿度、尺寸、龄期、配合比、其它
基于RHT本构模型的钢渣混凝土SHPB模拟研究
33总174期 2023.12 混凝土世界引言混凝土是一种广泛应用于工程结构中的复合材料，其在动态荷载作用下的力学性能与静态荷载作用下的力学性能有显著差异，因此研究混凝土的动态本构关系对于理解和预测混凝土结构在冲击、爆炸等极端条件下的响应和破坏具有重要意义。
为描述混凝土在高应变率下的非线性、各向异性、损伤和孔隙压实等特征，许多学者提出了不同的动态本构模型，如HJC模型、RHT模型、TCK模型等。
其中，RHT模型是由Riedel、Hiermaier和Thoma提出的一种基于损伤力学和孔隙压实理论的混凝土本构模型，其具有形式简单、参数少、适用范围广等优点[1]。
钢渣是一种由高炉冶炼铁或转炉精炼钢时产生的副产品，其主要成分为氧化铁、氧化硅、氧化铝、氧化钙等[2]，具有良好的物理力学性能和耐久性能，可作为混凝土中骨料或水泥的替代材料使用，从而提高混凝土的强度、耐久性和抗渗性，实现钢渣的资源化利用，减少环境污染[3-6]。
然而，目前对钢渣混凝土在动态荷载作用下的力学性能和本构关系的研究还较少，尚缺乏适用于钢渣混凝土的RHT动态本构模型。
因此，本文首先通过力学试验获得不同掺量钢渣混凝土的静态力学性能参数，包括轴心抗压强度、弹性模收稿日期：2023-9-13第一作者：常银会，1997年生，硕士，主要从事固废混凝土的研究与应用相关工作，E-mail：****************项目信息：宁夏回族自治区重点研发计划“煤电与冶金多固废协同高效制备绿色高性能混凝土关键技术与规模化应用”（2022BDE02002）基于RHT本构模型的钢渣混凝土SHPB模拟研究常银会 楚京军 侯 荣 刘亚娟宁夏赛马科进混凝土有限公司 宁夏 银川 750000摘 要：本文采用试验和数值模拟相结合的方法，对钢渣混凝土的静力学性能和冲击动力学性能展开研究。
在试验部分，制备了四种不同钢渣掺量（0%、25%、35%、45%）的混凝土试件，并对其抗压强度和抗拉强度进行测试。
约束PEC柱_绕强轴_的耐火性能及影响因素分析_毛小勇
３．Ｃｉｖｉｌ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｅａｓｔ Ｌａｎｓｉｎｇ ４８８２４，ＭＩ，ＵＳ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｆｏｒ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｅｎｃａｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ （ＰＥＣ） ｃｏｌｕｍｎｓ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ４－ｓｉｄｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ＩＳＯ－８３４ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｉｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｆｉｒｅ ｒｅｓｉｓｔ－ ａｎｃｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｆ ＰＥＣ ｃｏｌｕｍｎｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｘｉａｌ ｒｅｓｔｒａｉｎｔ ｒａｔｉｏ，ｌｏａｄ ｒａｔｉｏ，ｌｏａｄ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ ｒａｔｉｏ，ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｏｎ ｆｉｒｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ＰＥＣ ｃｏｌｕｍｎｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ： ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ａｔ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ， ｔｈｅｎ ｒｅｄｕｃｅ ｇｅｎｔｌｙ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｑｕｉｃｋｌｙ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｍｏ－ ｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｒｅ ｌｉｍｉｔｅｄ， ａｌｓｏ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｌｏａｄ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ－ ｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｒｅｓｔｒａｉｎｔ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｌｏａｄ ｒａｔｉｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｏｆ ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｒａｔｉｏ ｏｒ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｒｅ－ ｓｔｒａｉｎｔ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｌｏａｄ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ ｒａｔｉｏ．Ｆｉｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｕｎｉｆｏｒｍ ｂｅｎｄｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ，ａｎｄ ｆｉｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ＰＥＣ ｃｏｌｕｍｎ ｈａｓ ｓｌｉｇｈｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｒｉａｎ－ ｇｕｌａｒ ｂｅｎｄｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｅｎｃａｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＰＥＣ）ｃｏｌｕｍｎ；ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ａｘｉａｌ ｆｏｒｃｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ；ｆｉｒｅ
钢筋混凝土杆系结构非线性分析-毛小勇
ab
1 1 L 2 1 1 2 2 3 2 2 3 EI EI 12 EI 0 A EI B B EI 0
1 GA L
w
ab ba
bb
A 框架A B 框架－剪力墙B C 框架C 1 2 3 4 (b)结构计算简图
框架A+框架C
框架－剪力墙B
（a）结构平面图
对静力分析，每一个节点均具有水平位移、竖向位移和结 点的转动位移三个未知量（静力自由度），整个结构共有 3n个静力自由度（n为节点总数）。
对动力分析，假定全部质量分别 集中在各平面结构的节点处，在 每个节点处形成一个质点，如图 所示。若忽略转动惯量的影响， 每一楼层仅需考虑一个“侧移” 动力自由度，每个质点考虑一个 竖向动力自由度，质点不存在转 动的动力自由度，因此结构的动
A
/ /
θ BB
/
B
B
A
/
' M A M A R ' M B M B
' A T A ' R B B
则杆端弯矩和转角的关系为
M A A K M B B
1 1 L 4 1 1 3 1 6 4 2 3 EI 12 EI 0 EI B EI 0 A EI 0 GAw L
由柔度矩阵可求得单元刚度矩阵
k aa k ba k ab aa k bb ba
为转换矩阵
V A 和 V B分别为单元杆端的剪力
硕士研究生指导教师简介姓名毛小勇性别男出生年月19741最高
[2]X.Y. Mao , Y. Xiao. Seismic Behavior of Confined Square CFT Columns. ENGINEERING STRUCTURES, 2006, 28:1378-1386.
[3]Kodur, Raut, NK,X.Y. Mao,Khaliq.Simplified approach for evaluating residual strength of fire-exposed reinforced concrete columns MATERIALS AND STRUCTURES,2013，46（12）：2059-2075.
硕士研究生指导教师简介
姓名
毛小勇
性别
男
出生年月
1974.1
最高学历、学位
研究生、博士
职称
教授
职务
土木工程学院院长
电子邮箱
maoxiaoyong@
个人简介
一、基本情况：
2002年毕业于哈尔滨工业大学，获博士学位；2002.10～2004.12湖南大学土木博士后流动站从事研究工作；2010.2～2011.2美国密西根州立大学访问学者。江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人，江苏省“333工程”中青年学术带头人，入选江苏省“六大人才高峰”、苏州市高层次人才项目。江苏省高校科研创新团队、江苏省高校优秀教学团队成员。中国土木工程学会工程防火技术分会理事、中国建筑学会抗震防灾分会结构抗火专业委员会委员，江苏省土木建筑学会第九届理事会理事、苏州市土木建筑学会第八届理事会监事。
混凝土动态力学性能试验与理论研究共3篇
混凝土动态力学性能试验与理论研究共3篇混凝土动态力学性能试验与理论研究1混凝土动态力学性能试验与理论研究混凝土是一种普遍应用于建筑、桥梁、水利等基础设施工程的材料。
在完成某些重要工程时，混凝土还需要承受风、水、火等自然因素和车辆和船只等外力作用。
因此，研究混凝土的动态力学性能对于保证工程的质量和安全至关重要。
本文将探讨混凝土动态力学性能试验和理论研究的相关内容。
一、混凝土动态试验中的试验方法混凝土动态试验的方法通常有压缩试验、拉伸试验和冲击试验等。
其中，冲击试验又分为高速冲击试验和低速冲击试验。
下面将分别介绍这些试验方法的原理和特点。
1. 压缩试验压缩试验是一种常见的试验方法。
其原理是在混凝土的上表面施加一个荷载，从而压缩混凝土，测量这时的应变和应力，最终获得混凝土在压缩下的强度和应变率。
需要注意的是，压缩试验只适用于混凝土在静态条件下进行测量，而不适用于动态加载。
2. 拉伸试验拉伸试验的原理与压缩试验类似，但在这种试验中，荷载施加在混凝土的两端，从而拉开混凝土，测量混凝土的弹性模量以及拉伸强度等参数。
3. 高速冲击试验高速冲击试验是一种将混凝土暴露在巨大的动态载荷下的试验方法。
在试验中，混凝土标本受到一些物理事件（如爆炸）的伤害，以使其产生众多的岩石碎片和碳化物。
测定产生的这些碎片的数量和质量，以及其对混凝土抗压强度的影响。
同时，也会测量混凝土的体积、密度和表面的形态。
高速冲击试验是一种相对较为复杂的试验方法。
4. 低速冲击试验低速冲击试验是一种在混凝土受到局部冲击负荷时进行的试验方法。
常见的冲击负荷是冲击锤或钢球。
低速冲击试验具有试验过程短，制备样本方便等优点，因此广泛应用于混凝土动态力学性能研究中。
二、混凝土动态力学性能理论研究除了试验方法之外，研究混凝土动态力学性能的理论研究也是非常重要的一部分。
下面将分别介绍混凝土的冲击力学理论和动态断裂力学理论。
1. 混凝土的冲击力学理论研究混凝土动态响应的理论问题主要在于探讨混凝土在高速冲击下变形过程中的应力波动和应变波动效应以及混凝土动态力学特性的相互关系。
标准升温下轴向约束PEC柱耐火极限及影响因素分析
标准升温下轴向约束PEC柱耐火极限及影响因素分析
满建政;毛小勇
【期刊名称】《苏州科技学院学报（工程技术版）》
【年(卷),期】2012(025)002
【摘要】为考察高温下相邻构件作用对PEC柱耐火极限的影响,应用有限元软件ABAQUS建立了标准升温条件下约束PEC柱数值分析模型,得到了试验数据的验证。
应用验证后的模型,分析了火灾荷载比、轴向约束刚度比、长细比、偏心率对约束PEC柱耐火极限的影响规律。
结果表明,随着火灾荷载比的增大,约束PEC柱的耐火极限呈线性降低的趋势;轴向约束刚度比对PEC柱耐火极限几乎没有影响;长细比和偏心率对PEC柱耐火极限影响不大;在荷载比相同的情况下,随着长细比的增加PEC 柱耐火极限略有降低,随着偏心率的增加PEC柱耐火极限略有上升。
【总页数】4页(P42-45)
【作者】满建政;毛小勇
【作者单位】苏州科技学院土木工程学院,江苏苏州215011;苏州科技学院土木工
程学院,江苏苏州215011
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
【相关文献】
1.PEC柱在自然火灾下耐火性能的影响因素分析 [J], 朱晋德
2.轴力作用下基于子结构模型的约束PEC柱耐火极限研究 [J], 行盼娟;毛小勇;于
宝林
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4.轴向约束PEC柱-组合梁节点抗火性能研究 [J], 顾夏英;毛小勇;王碧辉
5.高温下钢筋和混凝土强度随机性对柱耐火极限的影响 [J], 吴波;梁悦欢
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浅述钢筋混凝土剪力墙非线性分析模型
筋混凝土剪力墙宏 观模 型主要 有 ： 等效 梁模 型 、 等效桁 架模 型、 三垂 直杆元模 型 、 两元件模 型 、 多垂直 杆元模 型以及纤维
模型。 ２ １ 等 效 梁模 型 ．
墙进人非线 性后 中心轴的移动 ， 该模 型物理概念 清晰。其 且
［ 作者 简介 ］ 胥开军（ ９ ２～） 男， １８ ， 结构 工程专 业硕 士研
究生。
四川建 筑
第３ Ｏ卷 ２期
２ １ ．４ ０００
１７ ２
工 程 ＿ 构 结
・
维 ， 维 单 元 的 受 力 状 态 仅 为 一 维 ， 据 平 截 面 假 定 纤 维 的 纤 依
复力特性等包 含在 弯曲弹簧 中， 即将 剪力墙单元理想化 为一 个连接上下楼面水平 无 限刚梁 的串联水平 弹簧和 转动 弹簧
・
工 程 结 构 ・
浅 述 钢 筋 混 凝 土 剪 力墙 非 线 性 分 析 模 型
胥 开 军
（ 南交 通 大学 土木 工程 学 院 ， 西 四川 成 都 ６ ０３ ） １０ １
【 摘 要 】 针对 目前高层 建筑 中常用的钢筋混凝土 剪力墙抗侧 力构件 ， 绍其 常用的非线性分析模型 ， 介
应变 ， 截面内力由截面积分得 到。纤维模 型能够考虑轴力对 截 面恢 复力特性 的影响 ， 特别适用于轴力变化较大的情况。 纤维墙元模型建立在纤维模型的基础上 ， 由承受轴 力和 弯矩 的纤维子单元 与承受剪切 变形 的剪切 子单元相 结合组 成 的墙元作为计 算模 型 ， ４所示 。在纤 维墙元模 型 中， 图 纤 维子单元 Ｆ不考虑剪切变形 ， 取剪切模量 Ｇ＝ ； ０ 剪切子单元 Ｇ位于墙体 ｃ 高度处 ， 用水平 弹簧代表剪 力墙 的剪 切刚度 ， 剪切子单元仅考虑剪力墙的剪切变形 。