混凝土结构损伤分析-(从本构到结构)

混凝土结构是重大土木工程基础设施的主体， 其服役期内可能遭受强震、台风等极端灾害作用的 袭击。正确反映混凝土结构的灾变行为、保障其抗 灾安全性，是国家和社会的重大需求。本书聚焦混 凝土结构损伤与破坏的物理机理，从“本构-单元- 结构”三个层次系统阐述了混凝土结构随机损伤分 析方面的最新研究进展，主要包括：反映损伤细观 物理机制的混凝土双尺度本构模型，考虑钢筋-混凝 土复合效应的修正损伤演化规则，基于损伤理论的 高性能结构分析单元，结构分析的无条件稳定积分 算法，混凝土结构分析的应变局部化及其正则化方 法，混凝土结构随机非线性行为试验研究，考虑时 空变异性的结构随机损伤分析等。 本书可供土木工程、水利工程、地震工程等领 域的工程技术人员和科学技术人员参考。

第1章 绪论 1.1 引言 1.2 混凝土损伤本构关系研究进展 1.2.1 经典损伤本构模型 1.2.2 随机损伤本构模型 1.2.3 钢筋-混凝土相互作用 1.2.4 应变局部化与非局部化理论 1.3 混凝土结构确定性分析方法研究进展 1.3.1 结构分析单元 1.3.2 结构非线性分析算法 1.4 混凝土结构随机分析方法研究进展 1.5 本书主要内容 第2章 混凝土随机损伤本构模型 2.1 宏观弹塑性损伤本构框架 2.1.1 不可逆热力学基础 2.1.2 损伤子空间演化法则 2.1.3 塑性子空间演化法则 2.2 微-细观随机断裂模型 2.2.1 模型概述 2.2.2 随机损伤的均值与标准差 2.2.3 随机损伤本构模型的工程参数标定 2.2.4 滞回规则 2.3 多维应力状态下的损伤 2.4 基于均值损伤的混凝土本构关系模型验证 2.5 本章小结 第3章 钢筋-混凝土复合作用效应 3.1 受拉刚化效应 3.2 受压动态约束效应 3.2.1 箍筋约束效应作用机理 3.2.2 考虑偏心率影响的动态约束模型 3.2.3 分析实例 3.3 受剪正交软化效应 3.3.1 经典剪切分析理论 3.3.2 软化损伤模型 3.3.3 分析实例 3.4 本章小结 第4章 基于三维有限元的精细化损伤模拟 4.1 损伤本构模型的数值实现 4.1.1 算子分离算法 4.1.2 双尺度一致割线刚度算法 4.2 三维有限单元简述 4.2.1 实体单元 4.2.2 分层壳单元 4.3 精细化损伤分析案例 4.3.1 混凝土构件力学行为模拟 4.3.2 混凝土结构力学行为模拟 4.4 本章小结 第5章 结构高性能分析梁单元 5.1 考虑材料和几何非线性的Timoshenko梁单元理论 5.1.1 Timoshenko梁单元 5.1.2 共轭转动梁单元 5.2 位移插值梁单元及其增强型格式 5.2.1 位移插值单元 5.2.2 轴向平衡位移插值单元格式 5.2.3 轴向变形增强计算方法 5.3 力插值梁单元及其增强型格式 5.3.1 力插值单元 5.3.2 曲率一剪切位移插值（CSBDI）增强的力插值单元格式 5.3.3 CSBDI函数计算 5.4 本章小结 第6章 基于一维杆系单元的高效化损伤模拟 6.1 梁单元中特殊效应的考虑 6.1.1 修正纤维截面模型 6.1.2 弯剪耦合效应 6.1.3 粘结滑移效应 6.2 单元状态确定 6.2.1 位移插值单元 6.2.2 力插值单元 6.3 高效化损伤分析案例 6.3.1 钢筋混凝土受弯柱 6.3.2 钢筋混凝土受剪柱 6.3.3 钢筋混凝土剪力墙 6.4 本章小结 第7章 结构分析的无条件稳定显式积分算法 7.1 无条件稳定显式积分KR-α算法 7.2 基于KR-α算法的结构静力分析 7.2.1 结构静力非线性分析的拟动力加载方案 7.2.2 分析实例 7.2.3 动力算法参数敏感性分析 7.3 基于KR—a算法的结构动力分析 7.3.1 钢筋混凝土框架结构动力连续倒塌分析 7.3.2 钢筋混凝土框架结构强震倒塌分析 7.4 本章小结 第8章 混凝土应变局部化效应及其正则化 8.1 钢筋混凝土应变局部化效应的机理 8.1.1 基于应变能的局部化机理 8.1.2 分析与讨论 8.1.3 基于应变能的钢筋混凝土局部化正则化方法 8.2 基于多尺度软化分离一激活的正则化方法 8.2.1 梁单元的多尺度软化分离一激活理论 8.2.2 自激活单元状态确定 8.2.3 分析实例 8.3 基于积分型非局部理论的正则化方法 8.3.1 积分型非局部理论 8.3.2 非局部一致单元刚度矩阵 8.3.3 分析实例 8.4 基于梯度型非局部理论的正则化方法 8.4.1 隐式梯度型非局部理论 8.4.2 梯度方程求解的混合插值方法 8.4.3 分析实例 8.5 本章小结 第9章 混凝土结构随机非线性行为试验研究 9.1 钢筋混凝土梁弯一剪破坏试验 9.1.1 试验设计与介绍 9.1.2 试验结果分析 9.1.3 钢筋混凝土梁的弯剪竞争机制 9.2 钢筋混凝土框架结构试验 9.2.1 试验设计与介绍 9.2.2 试验结果分析 9.2.3 结构内力重分布过程及其随机涨落 9.3 本章小结 第10章 混凝土结构随机非线性反应分析 10.1 概率密度演化理论 10.1.1 广义概率密度演化方程 10.1.2 GDEE的数值求解算法 10.1.3 随机场展开的谐和函数法 10.2 概率密度演化理论的试验验证 10.2.1 本构试验验证 10.2.2 结构试验验证 10.3 考虑材料性质的空间变异性的混凝土结构随机行为分析 10.3.1 复杂混凝土结构的非规则随机场转换方法 10.3.2 考虑材料性质的空间变异性的U形剪力墙随机行为分析 10.4 考虑时变退化效应的结构全寿命抗力分析 10.4.1 锈蚀导致退化效应的时空概率建模 10.4.2 考虑锈蚀退化的结构损伤分析方法 10.4.3 钢筋混凝土框架的全寿命抗力分析 1