混凝土開裂的面向?qū)ο笥邢拊獙崿F(xiàn).pdf

1、混凝土在受拉時,表現(xiàn)為一種準(zhǔn)脆性材料,開裂是一個普遍存在而又難以解決的工程實際問題。對于混凝土結(jié)構(gòu)而言,裂縫是最常見的病害。因此,混凝土結(jié)構(gòu)的開裂分析一直是學(xué)術(shù)界和工程界的熱點問題之一。同時,隨著混凝土的繼續(xù)應(yīng)用、混凝土品種的不斷創(chuàng)新、混凝土適用范圍的不斷拓寬,關(guān)于混凝土開裂的理論、實驗和分析方法研究亦將不斷深入發(fā)展。
　　 目前對混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題的數(shù)值模擬應(yīng)用較多的是有限單元法,早期的有限元軟件基本上都是采用結(jié)構(gòu)化的編程語言

2、(如FORTRAN)來編寫的。本文基于C++語言將面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)引入開裂分析。相對于其它的編程語言,面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)具有獨特的優(yōu)越性,能極大地增加有限元軟件的模塊化、代碼的可重用性和易擴展性。
　　 本文根據(jù)有限元問題的計算需求,首先設(shè)計了基本數(shù)據(jù)類型類,包括向量類、矩陣類、應(yīng)力類、應(yīng)變類和力學(xué)狀態(tài)類;其次根據(jù)有限元模型的數(shù)據(jù)信息抽象出了基本信息類:如節(jié)點類、材料類、單元類等;再針對計算方法,設(shè)計了結(jié)構(gòu)分析類,包括了基于稀

3、疏矩陣的各種計算方法。
　　 基于選擇的混凝土本構(gòu)關(guān)系和開裂算法,對總剛采用LDLT分解后,根據(jù)對角元的正負(fù)判斷剛度矩陣是處于上升段還是下降段,對于剛度上升段采用Newton-Raphson迭代,對于剛度下降段采用弧長法實現(xiàn)跟蹤步進。數(shù)值算例驗證了程序代碼的正確性,所用算法可以實現(xiàn)混凝土包括開裂的全過程非線性分析。
　　 由于混凝土本構(gòu)關(guān)系和開裂問題的復(fù)雜性,相對于混凝土開裂的難題,本文編制的混凝土開裂分析程序及進行的簡