循环荷载下混凝土开裂-闭合行为计算方法研究

李晓琴,张 田

(昆明理工大学 建筑工程学院，昆明 650500)

随着有限元理论和计算技术的发展，有限元数值模拟方法已成为研究各种受力情况下RC结构响应的主要手段之一。ABAQUS中的CDP模型因具有较好的屈服准则、流动法则和滞回准则被广泛用于各类RC结构的抗震分析[1]。相对主要用于单调荷载下分析的脆性开裂模型[2]和弥散裂缝模型[3]，CDP模型通过引入损伤参数(dt、dc)和刚度恢复因子(wt、wc)来分别描述混凝土在卸载时表现出的刚度退化和应力反转时混凝土存在的刚度恢复现象[4]，该模型能较好地模拟循环荷载下混凝土的力学特性，如循环荷载下混凝土的开裂与压碎、裂缝张开与闭合、拉压应力反转和损伤累积等特征。然而，对于有限元分析，定义合理的材料参数是模拟结果正确反映真实结构力学行为的关键所在。

目前，大量学者对CDP模型的材料参数进行了相关研究，如Syed等[5]对混凝土本构关系中的膨胀角Ψ与参数wt、wc的组合取值给模拟结果带来的不确定性进行了研究；Yu等[6-7]对CDP模型采用的非关联塑性流动势和Drucker-Prager屈服准则进行了详细讨论；Alfarah等[8]基于混凝土破碎断裂能Gc和开裂断裂能GF阐述了混凝土单轴受压、受拉材料参数的计算；聂建国等对CDP模型的单轴应力-应变关系和裂缝模型等做了详细介绍。事实上，在CDP模型中，除了以上的材料参数需要明确以外，损伤参数(dt、dc)和刚度恢复因子(wt、wc)的确定也需要关注，对于损伤参数进行相关研究中，Alfarah等基于Gc和GF推导了新的拉压损伤计算公式；……