復雜受力混凝土結構設計理論與方法研究結題摘要

本項目對鋼筋混凝土深梁、變截面懸臂梁（牛腿）、板柱節(jié)點、剪力墻、淺梁、厚板、結構柱（彎剪破壞）等復雜應力結構的設計理論與方法進行了深入系統(tǒng)的研究，取得了一系列有創(chuàng)新意義和應用前景的研究成果： 1．提出考慮裂縫影響的壓桿-拉桿模型 (STM)，能夠較好的解決鋼筋混凝土深梁的受剪承載力計算問題，經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)深梁受剪尺寸效應規(guī)律，提出一個折減系數(shù)使傳統(tǒng)STM能夠考慮梁高尺寸效應。提出沖擊荷載作用下鋼筋混凝土梁的受剪破壞機理模型和簡化計算方法；基于建立的國內(nèi)外受剪試驗數(shù)據(jù)庫，對我國規(guī)范公式校準；掌握復雜應力狀態(tài)下梁的剪切受力特性，澄清剪切失效機理； 2．發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土板柱節(jié)點沖切受力行為的空間結構整體受力的特點，建立沖切破壞機理模型；建立國內(nèi)外沖切試驗數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，提出受沖切承載力計算的經(jīng)驗公式。提出板柱結構防連續(xù)倒塌的構造設計建議，提出沖切破壞后承載力的計算模型及計算方法； 3．利用ATENA、ABAQUS等軟件開展有限元分析，系統(tǒng)地揭示了復雜受力混凝土結構從整體（荷載-撓度曲線）到局部（裂縫和應力分布）的非線性性能，合理解釋了深梁受力及尺寸效應、變截面懸臂梁、板柱節(jié)點、彎剪破壞柱等結構構件的破壞機理； 4．提出基于分離式模型和非線性分析結果的遺傳演化算法（GESO），適用于（開洞）深梁、（開洞）剪力墻等復雜應力構件的配筋優(yōu)化計算； 5．提出確定復雜鋼筋混凝土框架結構整體穩(wěn)固性的不規(guī)則指標，用以幫助快速識別混凝土框架結構的最嚴重撤柱位置，包括規(guī)則的、階梯型的、以及具有底部大空間的不規(guī)則結構，并采用敏感性分析進一步驗證了不規(guī)則指標的可靠性； 6．提出非均勻粘結應力模型及相應的計算方法。發(fā)現(xiàn)了彎剪破壞柱在反復荷載下的整體變形特點及不同變形分量對柱抗震性能的影響，建立基于變形分量剛度損傷指標，可準確判斷試驗柱的最終破壞模式。 本項目的研究成果豐碩，具有創(chuàng)新性，有助于進一步完善混凝土結構設計理論體系，并可作為完善我國相關規(guī)范的參考依據(jù)。 2100433B

混凝土結構是現(xiàn)代工程結構的主要形式，其基本技術框架已形成，但結構體系的復雜化仍要求新的理論和技術支持。目前的理論研究還不是十分完善，現(xiàn)行的混凝土結構設計規(guī)范的相關引導也不充分。本項目以復雜受力混凝土結構為主要對象，包括開洞深梁、牛腿、樁基承臺、基礎板柱節(jié)點等，利用數(shù)字散斑動態(tài)應變測量、應變栓釘、智能混凝土骨料以及分布式光纖應變測試等現(xiàn)代測試技術，研究二維和三維混凝土結構中具有局部受力特征的剪切、沖切、非均勻約束、累積損傷、反復荷載效應等關鍵科學技術問題，探究復雜應力狀態(tài)下混凝土結構的破壞本質(zhì)以及鋼筋與混凝土相互作用機理。采用非線性有限元分析、非線性應力場演化分析和考慮混凝土彈塑性本構關系的拓撲優(yōu)化方法，統(tǒng)一應力場模型和壓桿-拉桿模型?？紤]失效模式、破壞機理，對復雜受力混凝土結構進行基于應力路徑的失效概率分析，在基于性能設計框架內(nèi)，完善復雜受力混凝土結構的設計理論和方法。

序

第一章 緒論

第二章 復雜產(chǎn)品模塊化決策理論與方法

第三章 復雜產(chǎn)品的模塊可分性研究

第四章 復雜產(chǎn)品制造系統(tǒng)快速響應的實現(xiàn)

第五章 復雜產(chǎn)品模塊化外包最優(yōu)策略分析

第六章 復雜產(chǎn)品外包戰(zhàn)略伙伴選擇與評價

在對鋼筋混土和預應力混凝土薄壁箱形截面受彎構件、受扭構件以及復合受力構件的受力變形性能進行較系統(tǒng)的理論分析和試驗研究的基礎上，提出合理實用的設計計算公式，完善和補充現(xiàn)行的混凝土結構設計規(guī)范。項目研究對豐富和完善混凝土結構設計理論、保證混凝土箱形結構設計的安全、適用與經(jīng)濟具有重要的理論意義和實用價值。 2100433B