一、钢筋混凝土平面问题单元模型研究（论文文献综述）
赵艾琳[1]（2021）在《复杂侧向应力下钢筋-混凝土滞回粘结滑移理论和数值模型》文中研究指明保证钢筋与混凝土协同工作的关键在于钢筋与混凝土之间良好的粘结性能。在反复荷载作用下,比如地震作用下,当钢筋与混凝土之间的滑移处于非弹性阶段时,这时钢筋混凝土粘结滑移性能的损伤是一个累积的过程,这种损伤是不可逆的。从而钢筋混凝土粘结刚度退化会导致钢筋与混凝土之间发生更大的滑移。当这种粘结刚度退化发生在结构的关键部位就引起构件的刚度退化,最终会导致结构的抗震能力和承载能力下降。所以,研究钢筋混凝土粘结滑移滞回性能是非常必要的。目前,复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滞回性能的研究主要存在两个问题。一方面,大多数研究都考虑了单调荷载下的粘结滑移关系。在反复荷载下,混凝土保护层可能开始剥落,钢筋可能由于劈裂作用而退化。另一方面,仅有的一些反复荷载模型没有考虑累积滑移,在损伤因子中只考虑控制位移、循环次数和混凝土保护层厚度的影响。在实际工程中,构件不会按照既定的控制位移和时间承受反复荷载。为解决上述问题,提出了一种反复荷载和实时变化的混凝土应力耦合作用下的钢筋混凝土粘结滑移分析模型,同时结合四节点平面粘结单元和ABAQUS子程序提出了相应的数值模型。通过钢筋混凝土拉拔试块初步验证了复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回模型的合理性和可行性。最后通过对锚固缺陷构件的模拟,在构件层次验证了复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移理论模型和数值模型具有良好的预测效果。具体工作如下:（1）提出反复荷载与复杂应力耦合作用下钢筋混凝土粘结滑移理论模型。包络曲线参考了前人提出的复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移经验公式。滞回准则是通过实验数据重新标定了粘结参数,考虑位移的累积作用对粘结性能的影响,引入累积滑移、历史最大滑移描述粘结性能的退化。（2）提出反复荷载与复杂应力耦合作用下钢筋混凝土粘结滑移数值模型。引入平面四节点粘结单元,利用ABAQUS自带的UEL、URDFIL子程序,通过子程序之间交互功能,实现记录每一分析步的滑移量,计算累积滑移,判断历史最大滑移,同时实时更新混凝土的侧向应力。（3）将提出的数值模型应用于锚固缺陷构件的数值模拟。应用于单调荷载作用下柱与基础节点和反复荷载作用下梁柱节点,通过分析位移-拉拔反力、滑移-粘结应力、钢筋应力分布等结果,验证了本文提出的复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移理论模型和数值模型的有效性和准确性。同时,计算结果反映出本数值模型的优势在于能够考虑实时变化的混凝土复杂应力对粘结性能的影响,大多数情况下是采用固定的侧向应力计算通过粘结-滑移本构计算粘结应力,但是钢筋与混凝土的相互作用会使混凝土的侧向应力发生,所以采用固定侧向应力预测粘结性能的办法不可靠,本数值模型预测的结果就可以很好的解决上述问题。
莫德凯[2]（2020）在《基于损伤等效弹性性能的钢筋混凝土梁数值模拟研究》文中认为钢筋混凝土材料目前仍是在工业及民用建筑中应用最为广泛的建筑材料。随着建筑结构形式日益复杂,有限元仿真逐渐成为研究钢筋混凝土结构性能的主要手段,然而对于大型建筑结构目前常用的有限元技术很难兼顾细节和整体的力学性能分析。本文从细观力学角度建立了考虑拉伸损伤的横观各向同性钢筋混凝土单胞模型,并采用自编USDFLD二次开发子程序对钢筋混凝土梁四点弯试验进行了模拟。全文主要研究内容和结论如下:（1）采用细观力学均匀化理论方法建立了考虑拉伸损伤的横观各向同性钢筋混凝土单胞分析模型。在未受损的弹性阶段,基于Mori-Tanaka理论得到了钢筋混凝土的各向等效弹性性能。随着钢筋混凝土单胞轴向拉应力不断增大,采用考虑随机开裂的ACK理论推导得到了混凝土开裂及界面脱粘后钢筋混凝土单胞的轴向等效性能,分析结果表明单胞轴向等效弹性性能随着混凝土的开裂而逐渐下降,开裂饱和后等效性能趋于稳定。此外,对单胞不同钢筋体分比下各向等效性能的参数分析表明,钢筋混凝土单胞弹性性能的理论分析模型比较合理。（2）基于钢筋混凝土单胞在轴向拉伸作用下的弹性性能损伤分析模型,编制了ABAQUS有限元分析平台下的USDFLD用户自定义场变量子程序。通过单一单元模型的单轴加卸载模拟,表明本文的损伤分析模型能够较好描述钢筋混凝土等效材料性能的拉伸损伤过程,不同轴向拉伸应力水平下的割线模量也与理论值吻合,表明该自定义场变量子程序USDFLD的合理性及有效性,证明了该弹性性能损伤分析模型的准确性。（3）制作了8根具有不同配筋形式的钢筋混凝土梁,并完成了梁的四点弯曲试验。试验结果表明,随着配筋率的增大,梁弹性阶段的弯曲刚度逐渐增大,极限荷载也随之提高。纵筋配筋率较低时梁的弯剪段承载力相对较强,梁在纯弯段呈现正截面破坏,裂缝主要出现于试验梁跨中纯弯段且与梁轴线基本垂直,最终跨中顶部混凝土被压碎。纵筋配筋率较高时梁的纯弯段承载力相对较强,梁在弯剪段呈现斜截面破坏,四点弯曲试验梁两侧的弯剪段斜裂缝发展丰富,最终主斜裂缝贯穿试验梁时构件发生破坏。（4）把受拉钢筋和周围的混凝土等效成横观各向同性体,采用钢筋混凝土单胞损伤分析模型和自编USDFLD子程序,建立了钢筋混凝土梁四点弯试验的有限元改进模型。对试验梁改进模型中相关的细观参数进行了敏感性分析,并与实测试验数据进行对比,给出了细观参数的合理取值范围。采用改进模型和典型的嵌入式模型分别对试验梁进行模拟,模拟结果从细观层面解释了四点弯试验下钢筋混凝土梁的细观破坏机制,与试验结果的对比验证了本文基于钢筋混凝土等效性能进行有限元模拟的有效性及准确性。
王沁心[3]（2020）在《内填钢筋混凝土剪力墙钢框架内力简化分析方法》文中提出钢框架内填钢筋混凝土剪力墙（SRCW）结构是在钢框架中填充钢筋混凝土墙板作为结构抗侧力体系,其具有较好的强度、侧向刚度、延性和经济性。对大型钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构进行内力分析时,采用精细的有限元划分往往由于所需内存和机时过大而难以实现,寻求内填墙板的简化分析模型具有实际意义。《钢框架内填墙板结构技术规程》（报批稿）建议可采用剪切膜单元代替平面应力单元模拟SRCW结构墙板,本文对此进行了验证。本文设计了6个SRCW结构算例,采用ANSYS软件,用剪切膜单元（shell28）和平面应力单元（plane42）模拟内填墙板,对SRCW结构进行了弹性内力分析,对比分析了两种有限元模型的计算结果;分析了结构层数、墙板厚度、墙板配筋率、墙板宽度和混凝土强度对于上述两种模型计算结果的影响及差别;对比了两种有限元模型计算结果中墙板和框架的剪力占比,轴力占比及倾覆力矩占比;分析结果表明:用剪切膜单元模拟SRCW墙板剪力、结构变形是可行的;用于模拟SRCW框架内力,误差较大。
杜长虹[4]（2020）在《SMA-混凝土结构抗震可恢复变形性能分析》文中指出中国作为世界上地震频发的国家之一,始终十分关注常见钢筋混凝土结构构件的抗震性能和可恢复变形性能的工作。智能材料形状记忆合金（Shape Memory Alloy,简称SMA）具有常规材料所不具备的形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀、高阻尼、高电阻等特性,在结构消能减震方面有广泛的应用前景。1999年问世的Open SEES（地震工程模拟开放体系）有限元软件,具有良好的构架性、开放性等优点,得到越来越广泛的应用。本文基于超弹性SMA材料突出的滞回耗能和可恢复变形等性能,研发同时具备刚度大、耗能好和可恢复变形能力好的新型阻尼器,以提升配置SMA的混凝土结构（简称SMA-混凝土结构）的抗震能力和可恢复变形能力,旨在提出一种在地震作用下SMA-混凝土构件或结构的内力与变形的分析方法。为此,基于Open SEES平台,分别以SMA-混凝土剪力墙、SMA-框架梁柱节点和SMA斜撑-混凝土框架及结构为对象,系统地开展地震作用下结构构件非线性有限元分析,主要内容包括以下方面:（1）在材料层面上,开展超弹性SMA滞回性能研究,重点研究材料的耗能能力和可恢复变形能力。结果表明,当参数选择合理时,选取的Hysteretic Material模型能很好地模拟超弹性SMA筋的滞回性能。选取selfcentering模型作为基于Open SEES的SMA阻尼器恢复力模型,为结构构件抗震分析奠定基础。（2）在构件层面上,基于Open SEES有限元分析平台,分别对SMA混凝土剪力墙和SMA混凝土梁柱节点进行静力弹塑性数值模拟。一方面与相关试验进行比对,验证所建立模型的准确性和有效性;另一方面,对经验证后的模型进行参数分析,得到其影响结构构件抗震性能和可恢复变形性能的基本规律。结果表明,剪力墙的抗震性能和可恢复变形性能随边缘SMA筋配筋率、边缘配箍率、墙轴压比、墙高宽比等参数变化而改变;SMA梁柱节点的抗震性能和可恢复变形性能与节点区配箍率、SMA筋直径、轴压比等参数密切相关。（3）在结构层面上,基于Open SEES有限元平台,分别对新型SMA阻尼器四连杆支撑系统和安装该体系的三个（3、6和9层）SMA-混凝土框架结构进行Pushover分析和罕遇地震作用下动力时程分析。结果表明,新型SMA阻尼器四连杆斜撑体系对结构的抗震性能和可恢复变形性能的贡献十分显着;受控结构顶点最大响应（位移、速度和加速度）以及楼层层间位移角,随着楼层的增加,减小的效果越明显。
钱伟[5]（2020）在《混凝土结构破坏行为的PD-FEM模型研究》文中研究说明混凝土材料自问世以来,因其原料丰富,具有良好的可塑性和浇筑性、抗压强度高、耐久性和耐火性好等优势,被广泛应用于土木、水利、防护等工程的各个领域,已成为一种重要的建筑材料。然而混凝土性材料也有自身缺陷,其在内外荷载作用下极易形成裂纹,这些裂纹的萌生、扩展、交汇最终会形成宏观裂纹,直至结构的破坏。因此,混凝土材料裂纹扩展的数值模拟与试验研究吸引了学术界与工程界的高度关注。在众多科学和工程领域当中,以有限单元法为代表的基于偏微分方程的相关数值方法已经得到了广泛的运用,但当涉及到裂纹扩展等不连续问题时,会存在不连续处变量的空间导数不存在的奇异性等问题。此时,必须通过断裂准则来判断起裂位置及扩展方向,在裂纹扩展后,要重新划分网格,计算结果具有网格依赖性。近年来,一种基于非局部建模思想的近场动力学PD（Peridynamics）理论解决了传统连续介质力学在处理不连续问题时的奇异性,在模拟裂纹的萌生扩展具有显着优势,引起了国内外学者的广泛关注,已逐渐成为计算力学与工程仿真及相关领域研究热点。然而,近场动力学作为一种粒子类方法,相较有限元而言,计算效率较低。为了提高计算效率,充分发挥近场动力学与有限元的优势,本文提出了近场动力学与有限元混合建模方法。通过将研究对象划分为近场动力学子域与有限元子域,其中,近场动力学子域采用改进后的PMB模型建模,有限元子域分别采用四结点和八结点等参元建模,并采用杆单元连接近场动力学物质点与有限元结点,将PD物质点对间相互作用视为杆单元,最后对单元刚度集成,实现了在有限元框架体系中两种方法的混合建模。本文基于近场动力学方法,采用近场动力学与有限元混合模型（PD-FEM）,对悬臂梁进行线弹性分析,研究重叠域大小、接触范围、物质点尺寸对混合模型精度的影响,通过对比分析验证了混合模型的准确性。其次,采用混合模型,模拟了不同倾角下单裂纹混凝土板以及多裂纹混凝土板的破坏过程,得到了裂纹的扩展路径以及最终破坏形式,验证了混合模型在处理裂纹扩展及破坏问题的有效性。采用提出的混合模型,考虑了箍筋对混凝土的影响,同时为描述混凝土在近场动力学模型的起裂时刻以及混凝土的拉压异性,对混凝土材料的临界伸长率进行修正。考虑了同种相互作用与异种相互作用实现了钢筋混凝土框架单调静力加载下的PD建模,依次得到了混合模型下框架的破坏过程以及基底剪力-顶点位移曲线,取得了较好的结果,为工程结构破坏问题的分析提供了一种新思路。
聂玉莲[6]（2020）在《地震作用下损伤钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析》文中研究表明近年来,同一地区短时间内遭受多次地震作用的情况频频发生,建筑结构在多次地震作用下的抗倒塌问题逐渐引起国内外学者的关注。大量地震资料表明,每次大地震的发生一般都伴有余震甚至强余震,结构在主震作用下构件产生了一定的损伤,而余震与主震时间间隔较短,主震形成的损伤无法得到及时修复,后续的（强）余震会导致结构中已有损伤的构件破坏加剧,甚至倒塌。目前大多数地震作用下结构的抗倒塌研究基本上仅考虑单一地震作用且以完好结构为研究对象,研究损伤结构在地震作用下的抗倒塌性能的甚少。因此本文对地震作用下损伤结构的抗倒塌性能进行研究。主要研究工作如下:（1）利用Open Sees软件,采用考虑钢筋受拉断裂失效过程的模拟分析方法,对梁柱子结构及单层平面框架试验进行了抗倒塌数值分析,以验证数值模拟方法的可靠性,并探讨了钢筋极限拉应变对结构抗倒塌能力的影响,进而对多层平面框架结构以及空间框架结构进行了抗倒塌分析,研究了移柱位置及空间框架跨度比对空间框架结构抗倒塌的影响,并分析了拆除角柱及边柱工况下结构倒塌过程中的受力机理,给出了结构抗倒塌设计的相关建议。（2）介绍了等效力法与损伤指标法的应用原理,采用等效力法与损伤指标法对地震作用下同一含损伤竖向构件的平面框架结构进行了数值模拟计算,从建模方法与计算结果两方面对其进行了对比,选取了损伤指标法进行后续平面与空间框架结构的抗倒塌分析。（3）基于损伤指标法,选用12条近场地震波对含损伤柱的钢筋混凝土平面框架结构进行了增量动力非线性分析,通过对IDA曲线及地震波影响分析,选取结构竖向响应较大的地震波对结构的倒塌性能进行了分析,并探讨了损伤程度及损伤柱位置对平面结构在地震作用下的抗倒塌性能的影响。结果表明,损伤柱损伤程度越大,发生竖向倒塌的可能性越大;损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌,且发生竖向连续倒塌的可能性大于侧向增量倒塌。（4）基于损伤指标法,采用相同的地震记录对空间框架进行了增量动力非线性分析,并探讨了地震作用下损伤程度及损伤柱位置对空间结构抗倒塌性能的影响。研究表明,含损伤柱的空间框架结构的抗倒塌性能比平面框架结构好,损伤柱为单柱时,损伤柱位置对结构倒塌性能及倒塌形式影响不大,损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌。
孙文静[7]（2020）在《新型装配式框架结构抗连续倒塌性能及可靠度研究》文中指出我国正大力推广装配式建筑。作为装配式混凝土结构中最重要的体系,装配式混凝土框架结构在遭遇意外的极端荷载,例如爆炸、撞击、火灾时,其局部构件的损伤或破坏可能引发整体结构的倒塌,引发严重后果。与传统现浇混凝土框架相比,装配式混凝土框架存在节点薄弱、拼缝及节点处受力复杂、整体性差等问题,发生连续倒塌的风险性更大。因此,研究如何防止装配式混凝土框架结构发生连续倒塌,具有重要的科研价值和工程意义。本文在分析现有装配式混凝土框架抗倒塌性能的基础上,为研究提高其抗连续倒塌性能的方法,进行了新型钢筋配置形式的装配式结构设计。在带键槽装配式混凝土框架结构的基础上,研发了配置弯折钢筋与无粘结钢绞线的新型装配式混凝土框架结构,以及复合配筋形式的结构,从结构倒塌机制的角度,分析了弯折钢筋与无粘结钢绞线对结构抗倒塌性能的改善机理,并研究弯折钢筋的等效应力-应变关系。通过理论分析、试验研究、有限元模拟和可靠度分析等手段,研究了新型配筋形式的装配式混凝土框架的抗倒塌性能。本文的主要结论如下:1、在装配式混凝土结构倒塌过程中,弯折钢筋与普通钢筋的受力变形机理不同,弯折钢筋表现为从逐步拉直到屈服、再到断裂的过程,具有比普通钢筋更大的变形能力,从而有利于框架结构悬链线机制的激活和发展。弯折钢筋的受力变形机理可简化为“直杆-转动弹簧”力学模型,其等效应力-应变曲线可用“两级”关系曲线描述,并呈现出材料和几何双重非线性特征。2、配置弯折钢筋、无粘结钢绞线的装配式混凝土框架结构的抗连续倒塌机制与普通装配式结构类似,即在倒塌过程中表现出由压拱机制向悬链线机制的转化,但压拱峰值点、悬链线峰值点的荷载及位移值存在差异:相比于普通装配式试件,带弯折钢筋配置的试件钢筋断裂延缓,悬链线效应充分发展,但压拱阶段承载力大幅下降;配置无粘结钢绞线的试件无论是压拱阶段还是悬链线阶段承载力均得到提高,但是仍然发生钢筋的过早断裂。同时配置弯折钢筋与无粘结钢绞线的装配式混凝土框架结构,具备同时满足钢筋较断裂和提高结构抗倒塌承载力的要求的可能。3、本文所建立基于Open SEES平台的数值模型能够有效反映弯折钢筋和无粘结钢绞线对装配式混凝土框架结构抗倒塌性能的改善作用,建模过程中弯折部分钢筋的本构模型需赋予其等效应力-应变关系。数值模型能够有效反映结构在倒塌过程中的受力机制转换,且压拱阶段与悬链线阶段承载力与试验结果吻合良好。具有足够变形能力的弯折钢筋将极大改善框架结构的转动变形能力,而无粘结钢绞线的设置高度越低,将导致其承载力越高。4、通过对初始柱破坏后平面框架的Pushdown分析,采用基于随机有限元的近似可靠度计算方法,研究新型装配式混凝土框架的可靠度水平。研究发现,仅配置弯折钢筋的结构由于承载力较低而可靠度不足,仅配置无粘结钢绞线的结构可靠度有所提高,综合配置弯折钢筋和无粘结钢绞线的结构表现出合理的较高可靠度水平。
曹明伟[8]（2020）在《基于修正压力场模型的ECC构件受力性能有限元分析》文中进行了进一步梳理工程水泥基复合材料ECC（Engineered Cementitious Composites）是一种具有高延性、拉伸硬化、多重致密裂缝特征的纤维增强水泥基复合材料。国内外学者对ECC的拉、压、弯、剪等性能做了试验研究,并且将其用于梁、柱等构件以研究其受力性能。对于实际工程中的ECC构件均能通过合理假设将其简化为平面应力单元,进而通过有限元软件分析ECC构件在荷载作用下的受力性能。本文以大型通用有限元程序Abaqus为平台,通过UMAT（User-Defined Material Mechanical Behavior）子程序接口编写ECC本构用户子程序。以修正压力场模型为基础,推导x-y和1-2坐标系之间的转换角表达式、应力转换的转换矩阵和雅可比矩阵,利用已有的ECC单轴受拉及受压本构,考虑主拉应变引起的受压软化效应。求解ECC和混凝土应力对应变的导数,即雅可比矩阵主对角线上的具体数值,给出子程序编写的流程图及用到的变量。为验证所编子程序正确性,本文针对RECC（Reinforced Engineered Cementitious Composites）梁、R/ECC（Reinforced/Engineered Cementitious Composites）组合柱、小剪跨比RECC剪力墙、R/ECC组合节点等进行模拟分析。在RECC梁分析中,有限元分析得到的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好,在有限元模型基础上研究了剪跨比、纵向配筋率和配箍率对RECC梁受剪承载力的影响。在R/ECC组合柱分析中,在验证子程序的正确性后研究了轴压比、配箍率、剪跨比和纵向配筋率对R/ECC组合柱受力性能的影响。在小剪跨比RECC剪力墙分析中,子程序能预测构件的受力性能,并分析构件受剪承载力随ECC强度、剪跨比、轴压比和竖向分布钢筋配筋率的变化。在R/ECC组合节点分析中,研究其受力性能随轴压比、节点区域配箍率的影响。通过论文中对上述ECC构件承载力误差值的计算,说明本文所开发的子程序可以对单调荷载作用下的ECC构件的受力性能进行分析。
梁竣杰[9]（2020）在《基于ABAQUS的多垂杆单元模型及其在RC剪力墙中的应用研究》文中研究指明多垂杆单元模型（Multiple Vertical Line Element Model,MVLEM）通常被用于钢筋混凝土（Reinforced Concrete,RC）剪力墙的结构抗震分析中,具有模拟精度高、计算速度快的特点。但目前支持MVLEM的较好分析平台如Open Sees等没有前后处理模块,在快速建模和可视化后处理上存在明显不足。通用有限元软件ABAQUS具有强大的非线性求解能力,应用广泛,但缺乏内置针对RC剪力墙的宏观单元模型。本文基于ABAQUS开发了多垂杆单元模型（ABA-MVLEM）,并将其应用于RC剪力墙的抗震性能研究中,为抗震研究提供了高效的分析手段。主要展开了以下工作:（1）对纤维梁单元模型、多垂杆单元模型、考虑弯剪耦合的多垂杆单元模型、分层壳单元模型共4种宏观单元进行理论模型总结,并通过一个低周反复加载试验的实例验证,表明MVLEM单元与试验结果拟合度高,分析收敛性好,可得到较高的分析精度和计算效率。（2）创建基于ABAQUS的多垂杆单元模型（ABA-MVLEM）,基于材料子程序接口UMAT,为ABA-MVLEM垂杆单元开发混凝土材料本构模型和钢筋材料本构模型,基于单元子程序接口UEL,开发二线型原点指向型弹簧单元,通过PYTHON脚本在ABAQUS上的应用,开发ABA-MVLEM的参数化建模程序。（3）对三片RC剪力墙试件进行了低周反复加载试验。从滞回曲线、骨架曲线及延性、强度和刚度退化、耗能能力等方面分析了RC剪力墙的抗震性能。结果表明,高宽比较小的构件,捏缩现象越明显,适当的轴压比可提升构件的承载能力。（4）为低周反复加载试验试件建立基于本文开发的ABA-MVLEM模型。分析得到的滞回环与试验滞回环的形态较为相似,各加载级峰值承载力与试验值吻合良好,主要抗震性能指标与相应的试验值较为接近,可满足工程精度要求。并通过内部垂杆的应力应变分析,表明了ABA-MVLEM模型具备了宏观单元的特点和细致响应分析能力。（5）对RC剪力墙进行参数化分析,详细探讨了高宽比、轴压比、边缘构件关键参数对RC剪力墙的影响,结果表明:在相同侧向位移下,增大高宽比,其承载力显着降低,但刚度退化较为平缓;适当的轴压比可延缓混凝土开裂时间和发展速度,整体表现出较大的的初始刚度;边缘构件主要影响约束区混凝土的分布和裂缝发展等,适当提高边缘构件配筋率可提高剪力墙的抗震性能。
崔浩[10]（2020）在《类桁架结构拓扑优化求解方法及工程应用》文中进行了进一步梳理随着数学规划理论、计算力学和计算机技术的快速发展,结构优化领域取得了一系列重要成果,促进了航空航天、汽车、土木工程等众多领域的持续发展。相较于结构尺寸优化和形状优化,结构拓扑优化因其困难度、复杂性及潜力大,被认为是结构优化领域最具挑战性和回报性的工作。迄今为止,人们已经提出了多种拓扑优化方法。其中,采用类桁架材料模型的拓扑优化方法十分有价值。它克服了一系列数值不稳定问题。目前,优化类桁架连续体主要采用满应力准则,只能解决单工况应力约束优化问题。针对该情况,首先,本文提出了一种优化类桁架连续体的改进数学规划方法。它对于受多种约束结构拓扑优化问题具有较强适应性。其次,多工况应力约束空间类桁架连续体拓扑优化问题更具挑战性、且更符合实际情况,值得进行全面研究。此外,在上述研究的基础上,本文提出了一种数值优化算法。它可以计算多工况应力约束钢筋混凝土（Reinforced Concrete,RC）结构最优钢筋布置。总之,本文致力于研究类桁架结构拓扑优化求解方法及其在实际工程中的应用。本文研究内容主要涉及以下三个方面:（1）提出了一种优化平面二相正交类桁架连续体的改进数学规划方法。以类桁架连续体结点处的杆件密度和方位角为设计变量,以结构材料体积（重量）为目标函数。鉴于杆件方位角与结构材料体积（重量）无关,杆件密度和方位角在每次迭代过程中分别单独优化。在每次迭代中建立可分离变量的显式子问题。在每个子问题中,将应力约束函数展开为关于杆件方位角的傅里叶级数,并根据极值条件确定杆件方位角。将目标函数和约束函数展开为关于杆件密度的显式、凸近似函数,采用移动渐近线方法优化杆件密度。（2）提出了多工况应力约束空间类桁架结构拓扑优化方法。以空间三相正交类桁架材料模型为研究对象,采用基于方向刚度概念的优化准则求解多工况应力约束结构材料体积（重量）最小化问题。首先在各单工况下,根据满应力准则优化类桁架连续体,得到各单工况下优化结构的方向刚度。其次,采用一个封闭曲面表示多工况下优化结构的方向刚度。基于各单工况下的优化结果,采用最小二乘法确定多工况下优化结构的方向刚度。本文证明,该曲面方程系数矩阵的特征值和特征向量分别是多工况下优化类桁架结构的最优杆件密度和方位。（3）提出了一种可以计算多工况应力约束RC结构最优钢筋布置的数值优化算法。在混凝土中布满类桁架材料模拟混凝土中的钢筋。为了计算类桁架连续体和混凝土复合材料内任意一点处平均应力,建立了材料主轴坐标系和整体坐标系下钢筋密度分量之间的关系。将任一点处的混凝土和钢筋应力分量按两种材料占比进行叠加,得到复合材料内该点平均应力状态。根据钢筋与混凝土复合材料一点处的应力状态计算平均主应力及其主方向。通过满应力准则获得各单工况下混凝土内最优钢筋布置,确保钢筋和混凝土均不会失效。类似地,采用封闭曲面（针对空间三维结构）或封闭曲线（针对平面二维结构）拟合所有单工况下最大方向刚度。通过求解曲面或曲线方程系数矩阵的特征值问题,获得多工况下RC结构最优钢筋布置。鉴于目前RC结构设计方法的局限性,该方法可以为应力约束复杂混凝土构件的概念设计提供参考。
二、钢筋混凝土平面问题单元模型研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钢筋混凝土平面问题单元模型研究（论文提纲范文）
（1）复杂侧向应力下钢筋-混凝土滞回粘结滑移理论和数值模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 钢筋-混凝土粘结滑移分析模型研究现状 |
| 1.2.2 钢筋-混凝土粘结滑移数值模型研究现状 |
| 1.2.3 复杂应力作用下钢筋-混凝土粘结性能的研究现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回关系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回模型 |
| 2.2.1 单调包络曲线 |
| 2.2.2 滞回准则 |
| 2.3 与拉拔试验对比验证滞回关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回数值模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回数值模型 |
| 3.2.1 钢筋-混凝土粘结滑移平面四节点粘结单元模型 |
| 3.2.2 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回数值模型 |
| 3.3 验证复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回数值模型 |
| 3.4 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回数值模型特点分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 复杂应力作用下钢筋混凝土粘结滑移滞回数值模型在锚固缺陷构件节点中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 应用于单调荷载作用下柱与基础锚固缺陷节点 |
| 4.2.1 建立模型 |
| 4.2.2 实时采集混凝土应力与不采集混凝土应力结果讨论 |
| 4.3 应用于反复荷载作用下梁柱节点锚固缺陷构件 |
| 4.3.1 建立模型 |
| 4.3.2 锚固缺陷构件的结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 附表A |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）基于损伤等效弹性性能的钢筋混凝土梁数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究内容及背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钢筋混凝土界面的损伤演化分析 |
| 1.2.2 复合材料细观力学及单胞模型 |
| 1.2.3 等效弹性性能的研究现状 |
| 1.2.4 考虑材料损伤的均匀化方法研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 第二章 基于细观力学的钢筋混凝土单胞模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本理论及方法概述 |
| 2.2.1 复合材料的基本概念及力学分析方法 |
| 2.2.2 横观各向同性材料工程弹性常数 |
| 2.2.3 细观力学均匀化理论 |
| 2.3 基于Mori-Tanaka模型的钢筋混凝土等效弹性性能 |
| 2.4 考虑轴向拉伸损伤的钢筋混凝土等效性能 |
| 2.4.1 ACK理论(Aveston-Cooper-Kelly theory) |
| 2.4.2 随机开裂理论 |
| 2.4.3 钢筋混凝土同心圆柱单胞模型轴向等效弹性性能分析 |
| 2.5 纵向拉伸等效强度 |
| 2.5.1 等强度纤维的分析 |
| 2.5.2 基于统计分析的强度理论 |
| 2.5.3 基于钢筋混凝土材料的单胞强度分析 |
| 2.6 钢筋混凝土单胞模型建立及等效弹性性能的分析 |
| 2.6.1 钢筋混凝土单胞模型的建立 |
| 2.6.2 钢筋混凝土单胞模型的各向等效性能分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 钢筋混凝土等效性能的USDFLD子程序设计及验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 用户自定义场变量子程序USDFLD简述 |
| 3.2.1 场变量及相关的材料属性 |
| 3.2.2 访问积分点处数据 |
| 3.2.3 计算相关的状态变量 |
| 3.3 基于钢筋混凝土单胞等效性能的USDFLD子程序设计及使用 |
| 3.3.1 程序需定义的场变量 |
| 3.3.2 子程序应用逻辑及钢筋混凝土等效性能的设置 |
| 3.3.3 单胞工程弹性常数的获取 |
| 3.4 USDFLD用户自定义场变量子程序可行性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钢筋混凝土梁弯曲性能试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设计及制备加载 |
| 4.2.1 试验梁设计及测点布置 |
| 4.2.2 试件制备 |
| 4.2.3 试验加载流程 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 试验破坏过程 |
| 4.3.2 各试验梁破坏形态分析 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.4.1 荷载-跨中挠度变化曲线 |
| 4.4.2 荷载-跨中钢筋应变变化曲线 |
| 4.4.3 荷载-混凝土斜截面应变变化曲线 |
| 4.4.4 试验梁开裂荷载试验理论对比 |
| 4.4.5 试验梁截面弯曲刚度试验理论对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于USDFLD的钢筋混凝土四点弯梁有限元模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钢筋混凝土结构ABAQUS有限元建模方式 |
| 5.2.1 常用有限元建模方式 |
| 5.2.2 基于USDFLD的改进模型及对照嵌入式模型 |
| 5.3 模型基本概况 |
| 5.3.1 几何特征与边界条件 |
| 5.3.2 单元选择 |
| 5.4 模型材料属性定义 |
| 5.4.1 钢筋本构模型 |
| 5.4.2 混凝土CDP本构模型 |
| 5.4.3 钢筋混凝土等效材料本构关系 |
| 5.5 钢筋混凝土等效材料细观参数研究分析 |
| 5.5.1 钢筋体积分量V_s对宏观荷载-位移曲线影响 |
| 5.5.2 细观理论中Weibull分布参数对宏观荷载-位移曲线的影响 |
| 5.5.3 细观理论中常量t对宏观荷载-位移曲线的影响 |
| 5.5.4 改进模型模拟用细观参数取值 |
| 5.6 有限元结果模拟分析 |
| 5.6.1 钢筋混凝土梁破坏机理的有限元模拟研究 |
| 5.6.2 基于钢筋混凝土等效性能的有限元分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（3）内填钢筋混凝土剪力墙钢框架内力简化分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 钢框架内填钢筋混凝土剪力墙 |
| 1.1.2 本文研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构试验研究 |
| 1.2.2 钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构简化分析方法研究 |
| 1.2.3 已有剪力墙简化分析模型的分类 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 有限元模型 |
| 2.1 材料本构 |
| 2.1.1 钢材本构 |
| 2.1.2 混凝土本构 |
| 2.2 所用单元 |
| 2.2.1 SAP2000建模 |
| 2.2.2 ANSYS建模 |
| 2.3 网格划分 |
| 2.4 框架与墙板连接处理 |
| 2.5 配筋 |
| 2.6 分析类型 |
| 第三章 钢框架内填钢筋混凝土剪力墙设计方法 |
| 3.1 框架截面 |
| 3.1.1 钢柱截面初选 |
| 3.1.2 钢梁截面初选 |
| 3.1.3 框架设计验算及优化 |
| 3.1.4 钢柱钢梁验算 |
| 3.2 内填墙截面设计 |
| 3.2.1 内填墙截面初选 |
| 3.2.2 内填墙配筋设计 |
| 第四章 算例设计 |
| 4.1 6 层结构信息及荷载计算 |
| 4.1.1 结构概况 |
| 4.1.2 荷载计算 |
| 4.2 框架结构初步设计 |
| 4.2.1 初选截面 |
| 4.3 钢框架内力计算及截面调整 |
| 4.3.1 框架荷载 |
| 4.3.2 框架截面设计 |
| 4.3.3 框架截面验算 |
| 4.4 内填墙截面设计 |
| 4.4.1 框架内填墙水平地震作用 |
| 4.4.2 内填墙截面 |
| 4.4.3 内填墙配筋 |
| 4.5 12层结构设计 |
| 4.5.1 内填墙假定厚度、主梁均布荷载及柱端集中荷载 |
| 4.5.2 框架截面设计 |
| 4.5.3 12层框架水平地震作用 |
| 第五章 6层及12层算例分析 |
| 5.1 6层算例分析 |
| 5.1.1 plane42单元 |
| 5.1.2 shell28单元 |
| 5.1.3 计算结果对比分析 |
| 5.2 12层算例分析 |
| 5.2.1 plane42单元模型 |
| 5.2.2 shell28单元模型 |
| 5.2.3 计算结果对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 改变墙板厚度算例分析 |
| 6.1 算例设计参数变更 |
| 6.2 plane42模型 |
| 6.2.1 计算结果 |
| 6.3 shell28模型 |
| 6.3.1 计算结果 |
| 6.4 计算结果对比分析 |
| 6.4.1 层间位移对比 |
| 6.4.2 剪应力云图对比 |
| 6.4.3 竖向荷载分担对比 |
| 6.4.4 水平荷载分担对比 |
| 6.4.5 倾覆力矩分担对比 |
| 6.4.6 弯矩图对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 改变墙板配筋率算例分析 |
| 7.1 算例设计参数变更 |
| 7.2 plane42模型 |
| 7.2.1 有限元模型 |
| 7.2.2 结果分析 |
| 7.3 shell28模型 |
| 7.4 计算结果对比分析 |
| 7.4.1 层间位移对比 |
| 7.4.2 剪应力云图对比 |
| 7.4.3 竖向荷载分担对比 |
| 7.4.4 水平荷载分担对比 |
| 7.4.5 倾覆力矩分担对比 |
| 7.4.6 弯矩图对比 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 改变框架跨度变化算例分析 |
| 8.1 算例设计参数变更 |
| 8.2 plane42模型 |
| 8.2.1 有限元模型 |
| 8.2.2 结果分析 |
| 8.3 shell28模型 |
| 8.3.1 建模及处理过程 |
| 8.3.2 结果分析 |
| 8.4 计算结果对比 |
| 8.4.1 层间位移对比 |
| 8.4.2 剪应力云图对比 |
| 8.4.3 竖向荷载分担对比 |
| 8.4.4 水平荷载分担对比 |
| 8.4.5 倾覆力矩分担对比 |
| 8.4.6 弯矩图对比 |
| 8.5 本章小结 |
| 第九章 改变混凝土强度算例分析 |
| 9.1 算例设计参数变更 |
| 9.2 plane42模型 |
| 9.2.1 计算结果分析 |
| 9.3 shell28模型 |
| 9.3.1 计算结果分析 |
| 9.4 计算结果对比 |
| 9.4.1 层间位移对比 |
| 9.4.2 剪应力云图对比 |
| 9.4.3 竖向荷载分担对比 |
| 9.4.4 水平荷载分担对比 |
| 9.4.5 倾覆力矩分担对比 |
| 9.4.6 弯矩图对比 |
| 9.5 本章小结 |
| 第十章 结论与展望 |
| 10.1 结论 |
| 10.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）SMA-混凝土结构抗震可恢复变形性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 剪力墙有限元模型研究现状 |
| 1.2.2 梁柱节点有限元模型研究现状 |
| 1.2.3 变形可恢复框架研究现状 |
| 1.3 现阶段存在的主要问题和研究目标 |
| 1.3.1 现阶段存在的主要问题 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.4 研究的主要内容 |
| 2 OPENSEES基本概述与构架 |
| 2.1 OpenSEES的基本概述 |
| 2.2 OpenSEES的基本构架 |
| 2.2.1 域模块(Domain) |
| 2.2.2 模型建立模块(Model Builder) |
| 2.2.3 分析模块(Analysis) |
| 2.2.4 记录模块(Recorder) |
| 2.3 本章小结 |
| 3 铁基SMA混凝土构件可恢复变形性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于OpenSEES的剪力墙数值模拟 |
| 3.2.1 剪力墙静力弹塑性试验 |
| 3.2.2 剪力墙模型建立 |
| 3.2.3 模拟结果及参数分析 |
| 3.3 基于OpenSEES的梁柱节点数值模拟 |
| 3.3.1 梁柱节点静力弹塑性试验 |
| 3.3.2 梁柱节点模型建立 |
| 3.3.3 模拟验证及参数分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 钢筋混凝土框架可恢复变形性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 框架结构设计 |
| 4.3 框架模型的建立 |
| 4.4 静力弹塑性分析 |
| 4.4.1 静力弹塑性分析方法介绍 |
| 4.4.2 静力弹塑性分析结果 |
| 4.5 动力弹塑性分析 |
| 4.5.1 动力弹塑性分析方法介绍 |
| 4.5.2 动力弹塑性分析结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（5）混凝土结构破坏行为的PD-FEM模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 PD理论研究现状 |
| 1.2.2 PD理论应用于材料损伤研究现状 |
| 1.2.3 PD理论与有限元耦合研究现状 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第二章 近场动力学理论与数值计算方法 |
| 2.1 基本理论 |
| 2.2 本构模型 |
| 2.3 求解体系 |
| 2.4 静力问题求解方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 近场动力与有限元混合模型 |
| 3.1 改进的PMB模型 |
| 3.1.1 核函数修正 |
| 3.1.2 算例 |
| 3.2 有限单元法介绍 |
| 3.2.1 有限元理论 |
| 3.2.2 变结点等参单元的统一形式 |
| 3.3 近场动力学与有限元混合模型 |
| 3.3.1 四结点重叠模型 |
| 3.3.2 四结点接触模型 |
| 3.3.3 八结点重叠模型 |
| 3.3.4 八结点接触模型 |
| 3.4 PD-FEM混合模型的量化分析 |
| 3.4.1 四结点与八结点重叠模型对比分析 |
| 3.4.2 四结点与八结点接触模型对比分析 |
| 3.5 算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PD—FEM混合模型在裂纹扩展中的应用 |
| 4.1 I型裂纹 |
| 4.2 I-II复合型裂纹 |
| 4.3 多裂纹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 PD-FEM混合模型在混凝土框架结构破坏分析中的应用 |
| 5.1 混凝土应力-应变关系 |
| 5.2 箍筋对混凝土本构的影响 |
| 5.3 钢筋混凝土框架PD模型 |
| 5.4 算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 攻读硕士期间参加的科研项目 |
（6）地震作用下损伤钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 地震作用下竖向构件损伤研究 |
| 1.3.2 地震作用下结构的抗倒塌研究 |
| 1.3.3 地震作用下损伤结构的抗倒塌研究 |
| 1.4 本文研究意义 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 考虑钢筋断裂失效过程的框架结构抗倒塌性能分析 |
| 2.1 OpenSees介绍 |
| 2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.1 材料本构 |
| 2.2.2 截面类型 |
| 2.2.3 单元类型 |
| 2.3 非线性分析求解方法 |
| 2.3.1 收敛准则 |
| 2.3.2 非线性静力平衡方程的求解 |
| 2.3.3 非线性动力时程分析方程的求解 |
| 2.4 考虑钢筋断裂失效过程的试验模拟分析 |
| 2.4.1 钢筋单轴受拉断裂模拟 |
| 2.4.2 梁柱子结构抗倒塌试验 |
| 2.4.3 单层平面框架试验 |
| 2.4.4 钢筋极限拉应变影响分析 |
| 2.4.5 多层平面框架倒塌分析 |
| 2.5 空间框架结构抗倒塌性能数值分析 |
| 2.5.1 试验分析模拟 |
| 2.5.2 移柱位置影响分析 |
| 2.5.3 短边与长边跨度比影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 地震作用下损伤钢筋混凝土平面框架结构抗倒塌分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 增量动力分析原理与方法 |
| 3.2.1 基本理论 |
| 3.2.2 极限状态的确定 |
| 3.3 地震作用下损伤竖向构件失效模拟方法分析 |
| 3.3.1 等效力法 |
| 3.3.2 损伤指标法 |
| 3.3.3 等效力法与损伤指标法计算对比 |
| 3.4 计算模型概况 |
| 3.4.1 结构设计信息 |
| 3.4.2 地震动的选取 |
| 3.5 计算结果分析 |
| 3.5.1 最大层间位移角及最大竖向位移 |
| 3.5.2 地震波影响分析 |
| 3.5.3 损伤结构的竖向反应分析 |
| 3.6 参数分析 |
| 3.6.1 损伤程度 |
| 3.6.2 损伤柱位置 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 地震作用下损伤钢筋混凝土空间框架结构抗倒塌分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构分析模型 |
| 4.3 计算结果分析 |
| 4.3.1 最大层间位移角及最大竖向位移 |
| 4.3.2 地震波影响分析 |
| 4.4 参数分析 |
| 4.4.1 损伤程度 |
| 4.4.2 损伤柱位置 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的主要学术论文目录 |
（7）新型装配式框架结构抗连续倒塌性能及可靠度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 结构连续倒塌标志事件 |
| 1.2.1 英国Ronan Point公寓坍塌事件 |
| 1.2.2 Alfred P.Murrah联邦政府办公楼倒塌事件 |
| 1.2.3 “9·11”事件 |
| 1.2.4 中国唐山里氏7.8 级强烈地震 |
| 1.2.5 湖南衡阳衡州大厦火灾倒塌 |
| 1.3 结构连续倒塌国内外研究进展 |
| 1.3.1 结构抗连续倒塌机制研究 |
| 1.3.2 装配式结构研究进展 |
| 1.3.3 装配式结构抗连续倒塌性能研究 |
| 1.3.4 钢筋配置形式对混凝土框架结构抗倒塌性能的影响 |
| 1.4 本文研究内容与主要工作 |
| 第2章 新型钢筋配置形式的装配式混凝土框架结构提出 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 新型装配式框架结构形式 |
| 2.2.1 典型装配式框架 |
| 2.2.2 配置弯折钢筋的装配式框架 |
| 2.2.3 梁截面增设无粘结钢绞线的装配式框架 |
| 2.2.4 复合配筋形式的新型装配式框架 |
| 2.3 弯折钢筋等效应力应变关系的推导 |
| 2.3.1 受力机制分析 |
| 2.3.2 等效应力-应变关系曲线 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 新型装配式混凝土梁柱子结构抗倒塌性能试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设计 |
| 3.2.1 试件设计 |
| 3.2.2 测量与加载 |
| 3.2.3 材性试验 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 竖向荷载-位移曲线 |
| 3.3.2 侧向约束力-竖向位移曲线 |
| 3.3.3 裂缝开展与破坏形态 |
| 3.4 试验结果汇总 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钢筋混凝土梁柱结构抗倒塌性能有限元分析 |
| 4.1 计算平台简介 |
| 4.2 OpenSEES有限元模型建立 |
| 4.2.1 混凝土本构模型及参数确定 |
| 4.2.2 钢筋本构模型及参数确定 |
| 4.2.3 纤维截面模型 |
| 4.2.4 单元模型 |
| 4.2.5 考虑核心区剪切和钢筋粘结滑移的节点模型 |
| 4.3 梁柱结构抗倒塌试验模拟 |
| 4.3.1 现浇试件和装配式试件模拟结果 |
| 4.3.2 新型装配式试件模拟结果 |
| 4.4 结构抗倒塌性能影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 新型装配式框架结构抗倒塌可靠度研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型装配式框架结构连续倒塌分析 |
| 5.2.1 分析方法 |
| 5.2.2 分析荷载组合及倒塌判定准则 |
| 5.2.3 算例框架抗倒塌分析 |
| 5.3 结构体系可靠度计算方法 |
| 5.3.1 可靠度近似计算方法 |
| 5.3.2 结构功能函数 |
| 5.4 基于随机有限元的可靠度分析方法 |
| 5.4.1 基于Pushdown分析的结构功能函数 |
| 5.5 随机变量及荷载效应组合 |
| 5.5.1 抗力随机变量的分布 |
| 5.5.2 荷载随机变量的分布 |
| 5.6 新型装配式框架结构抗连续倒塌可靠度 |
| 5.6.1 平面框架的设计 |
| 5.6.2 损伤结构抗连续倒塌失效概率 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 已发表论文 |
（8）基于修正压力场模型的ECC构件受力性能有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 ECC及构件研究现状 |
| 1.2.1 ECC基本性能 |
| 1.2.2 ECC构件研究现状 |
| 1.2.3 ECC工程应用 |
| 1.3 剪切计算理论模型发展现状 |
| 1.4 基于纤维梁、平面应力单元的有限元分析方法研究现状 |
| 1.4.1 纤维梁单元研究现状 |
| 1.4.2 平面应力单元研究现状 |
| 1.5 研究内容 |
| 第二章 考虑ECC本构关系的修正压力场理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面单元类型 |
| 2.3 裂缝的模拟 |
| 2.4 修正压力场理论 |
| 2.4.1 修正压力场理论模型 |
| 2.4.2 求解主应变转换角 |
| 2.4.3 求解转换矩阵 |
| 2.4.4 求解材料雅可比矩阵 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于修正压力场模型的ECC用户子程序开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Abaqus软件概述 |
| 3.3 UMAT简介 |
| 3.4 用户材料本构 |
| 3.4.1 ECC单轴本构 |
| 3.4.2 混凝土单轴本构 |
| 3.4.3 钢筋单轴本构 |
| 3.5 ECC用户子程序开发 |
| 3.5.1 软化效应 |
| 3.5.2 推导ECC雅可比矩阵 |
| 3.5.3 ECC用户子程序开发 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 ECC构件受力性能子程序验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 未配箍筋RECC梁受力性能分析 |
| 4.2.1 试验概况 |
| 4.2.2 建立有限元模型 |
| 4.2.3 有限元模拟结果及分析 |
| 4.3 配箍筋RECC梁受力性能分析 |
| 4.3.1 试验概况 |
| 4.3.2 有限元模拟结果及分析 |
| 4.3.3 变参数分析 |
| 4.4 RECC柱受力性能分析 |
| 4.4.1 试验概况 |
| 4.4.2 有限元模拟结果及分析 |
| 4.5 R/ECC组合柱受力性能分析 |
| 4.5.1 R/ECC组合柱试验结果验证 |
| 4.5.2 与文献[71]R/ECC组合柱有限元分析结果验证 |
| 4.6 小剪跨比RECC剪力墙受力性能分析 |
| 4.6.1 试验概况 |
| 4.6.2 有限元模拟结果及分析 |
| 4.6.3 变参数分析 |
| 4.7 R/ECC组合节点受力性能分析 |
| 4.7.1 试验概况 |
| 4.7.2 有限元模拟结果及分析 |
| 4.8 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 ECC用户子程序代码 |
| 攻读硕士期间参加的科研工作和学术论文发表情况 |
| 致谢 |
（9）基于ABAQUS的多垂杆单元模型及其在RC剪力墙中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 RC剪力墙抗震性能试验的研究现状 |
| 1.3 宏观单元模型的研究现状 |
| 1.3.1 RC剪力墙宏观模型的研究现状 |
| 1.3.2 梁柱宏观单元的研究现状 |
| 1.4 研究现状小结 |
| 1.5 本文研究内容和研究思路 |
| 第二章 RC剪力墙宏观单元模型理论及验证 |
| 2.1 纤维梁单元模型 |
| 2.2 垂杆单元模型 |
| 2.2.1 多垂杆单元模型 |
| 2.2.2 弯剪耦合的多垂杆单元模型 |
| 2.3 分层壳单元模型 |
| 2.4 宏观单元模型实例对比 |
| 2.4.1 模型参数 |
| 2.4.2 计算结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于ABAQUS的多垂杆单元模型 |
| 3.1 组成部件 |
| 3.1.1 刚体壳单元 |
| 3.1.2 梁单元 |
| 3.1.3 水平弹簧单元 |
| 3.1.4 部件间的连接 |
| 3.2 反复荷载作用下材料滞回本构模型 |
| 3.2.1 混凝土滞回本构模型 |
| 3.2.2 钢筋滞回本构模型 |
| 3.2.3 UMAT子程序算法及流程 |
| 3.3 剪切弹簧单元模型 |
| 3.3.1 二线型原点指向型模型 |
| 3.3.2 UEL子程序算法及流程 |
| 3.4 ABA-MVLEM参数化建模 |
| 3.4.1 PYTHON脚本二次开发 |
| 3.4.2 参数化建模交互界面 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 RC剪力墙抗震性能试验 |
| 4.1 试验概况 |
| 4.1.1 试件设计 |
| 4.1.2 材料性能试验 |
| 4.1.3 试验加载 |
| 4.2 试验现象 |
| 4.2.1试件W0 |
| 4.2.2试件W1 |
| 4.2.3试件W2 |
| 4.3 滞回曲线 |
| 4.4 骨架曲线及延性 |
| 4.4.1 骨架曲线 |
| 4.4.2 延性 |
| 4.5 强度退化和刚度退化 |
| 4.5.1 强度退化 |
| 4.5.2 刚度退化 |
| 4.6 耗能能力和等效粘滞阻尼系数 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 ABA-MVLEM在 RC剪力墙中的应用研究 |
| 5.1 ABA-MVLEM模拟结果验证 |
| 5.2 ABA-MVLEM应力应变分析 |
| 5.2.1 特征时刻 |
| 5.2.2 关键垂杆的应变分析 |
| 5.2.3 混凝土垂杆的应力分析 |
| 5.2.4 钢筋垂杆的应力分析 |
| 5.3 RC剪力墙抗震性能参数化分析 |
| 5.3.1 高宽比的影响 |
| 5.3.2 轴压比的影响 |
| 5.3.3 边缘构件宽度的影响 |
| 5.3.4 边缘构件配筋率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）类桁架结构拓扑优化求解方法及工程应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 结构拓扑优化数值方法研究现状 |
| 1.2.2 多工况下结构拓扑优化研究现状 |
| 1.2.3 RC结构拓扑优化研究现状 |
| 1.3 结构拓扑优化数学求解方法 |
| 1.4 本课题的研究意义 |
| 1.5 存在的问题和主要研究内容 |
| 1.6 基金资助 |
| 第2章 准则法优化类桁架连续体及其在幕墙工程中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面二相正交类桁架材料模型 |
| 2.3 类桁架连续体有限元 |
| 2.3.1 位移场及形函数 |
| 2.3.2 单元应变场 |
| 2.3.3 单元刚度矩阵 |
| 2.4 平面刚架有限元 |
| 2.5 平面类桁架连续体的体积 |
| 2.6 结构优化问题列式 |
| 2.7 优化问题求解步骤 |
| 2.8 优化结果的表示 |
| 2.9 数值算例 |
| 2.10 本章小结 |
| 第3章 改进数学规划方法优化类桁架连续体 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构优化问题常用数学规划方法 |
| 3.3 结构有限元分析与灵敏度分析 |
| 3.3.1 有限元分析 |
| 3.3.2 灵敏度分析 |
| 3.4 结构优化问题列式 |
| 3.4.1 优化问题列式 |
| 3.4.2 优化问题分解 |
| 3.5 类桁架连续体的优化 |
| 3.5.1 杆件密度的优化 |
| 3.5.2 杆件方向应变的傅里叶展开 |
| 3.5.3 杆件方位角的优化 |
| 3.6 优化问题求解步骤 |
| 3.7 数值算例 |
| 3.7.1 算例3.1 |
| 3.7.2 算例3.2 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 多工况应力约束类桁架连续体优化准则法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多工况应力约束平面结构体积最小问题 |
| 4.2.1 单工况下平面类桁架连续体优化 |
| 4.2.2 平面类桁架结构的方向刚度 |
| 4.2.3 各单工况下方向刚度包络值 |
| 4.2.4 多工况应力约束体积最小优化问题列式 |
| 4.2.5 多工况平面类桁架连续体优化 |
| 4.2.6 优化问题求解步骤 |
| 4.3 多工况应力约束空间结构体积最小问题 |
| 4.3.1 位移场及形函数 |
| 4.3.2 单元应变场 |
| 4.3.3 空间三相正交类桁架材料模型 |
| 4.3.4 单元应力场 |
| 4.3.5 单元刚度矩阵 |
| 4.3.6 结构总体积 |
| 4.3.7 单工况下类桁架连续体的优化 |
| 4.3.8 空间三相正交类桁架结构的方向刚度 |
| 4.3.9 各单工况下方向刚度包络值 |
| 4.3.10 多工况应力约束体积最小问题列式 |
| 4.3.11 方向刚度包络值的拟合 |
| 4.3.12 优化问题求解步骤 |
| 4.3.13 数值算例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多工况下钢筋混凝土结构配筋优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钢筋与混凝土复合材料的刚度矩阵 |
| 5.3 钢筋与混凝土复合材料的主应力与主应力方向 |
| 5.3.1 结构坐标系坐标轴方向的钢筋密度 |
| 5.3.2 钢筋与混凝土复合材料单元的平均应力 |
| 5.3.3 钢筋与混凝土复合材料单元平均主应力和主方向 |
| 5.4 单工况下结构配筋优化问题列式及优化准则 |
| 5.4.1 单工况下结构配筋优化问题列式 |
| 5.4.2 单工况下结构配筋的优化准则 |
| 5.5 多工况下结构配筋优化 |
| 5.5.1 多工况下配筋优化问题列式 |
| 5.5.2 钢筋方向刚度包络值的拟合 |
| 5.6 多工况下钢筋混凝土结构配筋优化步骤 |
| 5.7 平面结构数值算例 |
| 5.7.1 算例5.1:简支梁 |
| 5.7.2 算例5.2:开孔悬臂梁 |
| 5.7.3 算例5.3:固端梁 |
| 5.7.4 算例5.4:牛腿(托架) |
| 5.8 空间结构数值算例 |
| 5.8.1算例5.5:悬臂梁1 |
| 5.8.2算例5.6:悬臂梁2 |
| 5.8.3 算例5.7:固端梁 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、钢筋混凝土平面问题单元模型研究（论文参考文献）
- [1]复杂侧向应力下钢筋-混凝土滞回粘结滑移理论和数值模型[D]. 赵艾琳. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于损伤等效弹性性能的钢筋混凝土梁数值模拟研究[D]. 莫德凯. 广西大学, 2020(07)
- [3]内填钢筋混凝土剪力墙钢框架内力简化分析方法[D]. 王沁心. 苏州科技大学, 2020(08)
- [4]SMA-混凝土结构抗震可恢复变形性能分析[D]. 杜长虹. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [5]混凝土结构破坏行为的PD-FEM模型研究[D]. 钱伟. 苏州科技大学, 2020(08)
- [6]地震作用下损伤钢筋混凝土框架结构抗倒塌性能分析[D]. 聂玉莲. 湖南大学, 2020(07)
- [7]新型装配式框架结构抗连续倒塌性能及可靠度研究[D]. 孙文静. 东南大学, 2020
- [8]基于修正压力场模型的ECC构件受力性能有限元分析[D]. 曹明伟. 长安大学, 2020(06)
- [9]基于ABAQUS的多垂杆单元模型及其在RC剪力墙中的应用研究[D]. 梁竣杰. 华南理工大学, 2020(02)
- [10]类桁架结构拓扑优化求解方法及工程应用[D]. 崔浩. 华侨大学, 2020