混凝土開(kāi)裂的面向?qū)ο笥邢拊獙?shí)現(xiàn).pdf

1、混凝土在受拉時(shí),表現(xiàn)為一種準(zhǔn)脆性材料,開(kāi)裂是一個(gè)普遍存在而又難以解決的工程實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言,裂縫是最常見(jiàn)的病害。因此,混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂分析一直是學(xué)術(shù)界和工程界的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。同時(shí),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(kāi)裂的理論、實(shí)驗(yàn)和分析方法研究亦將不斷深入發(fā)展。
　　 目前對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂問(wèn)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(yǔ)言

2、(如FORTRAN)來(lái)編寫(xiě)的。本文基于C++語(yǔ)言將面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)引入開(kāi)裂分析。相對(duì)于其它的編程語(yǔ)言,面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)具有獨(dú)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(kuò)展性。
　　 本文根據(jù)有限元問(wèn)題的計(jì)算需求,首先設(shè)計(jì)了基本數(shù)據(jù)類(lèi)型類(lèi),包括向量類(lèi)、矩陣類(lèi)、應(yīng)力類(lèi)、應(yīng)變類(lèi)和力學(xué)狀態(tài)類(lèi);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(lèi):如節(jié)點(diǎn)類(lèi)、材料類(lèi)、單元類(lèi)等;再針對(duì)計(jì)算方法,設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)分析類(lèi),包括了基于稀

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