钢筋混凝土结构疲劳累积损伤随机演化规律及其失效模拟研究

混凝土结构因高周疲劳荷载导致损伤累积并与多种灾害因素耦合作用造成抗力衰减，甚至引发灾难性事故，因而对这类结构在遭受高周循环荷载作用下的疲劳累积损伤随机演化规律及其失效模拟方法的研究具有重要的理论和实践意义。本项目拟通过基于主动损伤监测技术的混凝土疲劳试验，建立混凝土疲劳-断裂全过程分析的能量等效方法，提出疲劳损伤后混凝土等效单轴本构模型与损伤边界面模型；在疲劳损伤演化规律和力学性能退化规律的基础上，提出钢筋混凝土结构剩余抗力与可靠度评估的随机有限元法，对结构物的失效机理进行深入研究；建立承受高周疲劳荷载作用的结构非线性动力学系统，研究结构动力系统的内在随机性与分叉机制，建立钢筋混凝土结构疲劳累积损伤模拟与预报系统模型；适当开展不同预损伤水平下钢筋混凝土梁的弯曲疲劳试验，验证理论模型与方法的有效性。研究成果可为遭受疲劳累积损伤的土木工程结构灾变模拟与剩余寿命估算提供试验与理论依据。