【摘 要】
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构件连接件的质量关乎装配式混凝土结构的性能和安全。灌浆料是装配式混凝土结构施工最常用的一种材料,其在灌注施工过程中难以避免会产生随机缺陷,并直接影响连接件和结构的抗力性能。本文首先提出了灌浆料三维随机缺陷建模方法,其次开发了能够考虑灌浆料损伤因子与应变率关系的改进的CDP模型（modified CDP model,MCDP）,建立了能够考虑灌浆套筒随机缺陷的装配式剪力墙结构分析模型,研究了随机缺陷
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构件连接件的质量关乎装配式混凝土结构的性能和安全。灌浆料是装配式混凝土结构施工最常用的一种材料,其在灌注施工过程中难以避免会产生随机缺陷,并直接影响连接件和结构的抗力性能。本文首先提出了灌浆料三维随机缺陷建模方法,其次开发了能够考虑灌浆料损伤因子与应变率关系的改进的CDP模型（modified CDP model,MCDP）,建立了能够考虑灌浆套筒随机缺陷的装配式剪力墙结构分析模型,研究了随机缺陷对灌浆套筒连接件静动态拉伸力学性能的影响,分析了爆炸荷载作用下装配式剪力墙构件的动态响应特点,研究成果可为装配式混凝土结构施工质量控制和抗力性能评估提供技术途径。主要内容如下:1、采用随机球体来模拟灌浆缺陷,建立了基于ABAQUS python脚本开发的灌浆料三维随机缺陷模型构建方法,利用了像素化网格对随机缺陷进行了网格划分,生成了三维细观精细化有限元模型。构建的灌浆料三维随机缺陷模型重现了装配式建筑现场灌浆施工所产生孔隙缺陷的随机性特征,简化了分析过程,提高了计算效率。2、针对ABAQUS中混凝土损伤塑性（CDP）模型的损伤与应变率无关的不足,基于VUSDFLD子程序建立了考虑损伤因子率相关性的改进的CDP模型（MCDP）,MCDP模型计算的混凝土单轴静态加载结果与CDP模型吻合较好。对比模拟强动载作用过程中应变率连续突然增加和减少的情况,计算结果显示MCDP模型可以更好地表征材料的损伤软化过程。采用MCDP模型模拟了爆炸荷载作用下RC梁的动态响应,计算结果与试验吻合较好,进一步验证了提出了MCDP模型的可靠性。3、采用基于ABAQUS脚本开发的灌浆料三维随机缺陷模型构建方法,对不同缺陷含量的钢筋灌浆套筒试件进行精细化数值模拟分析。分析结果表明,随着缺陷体积含量的增加,灌浆套筒的破坏模式由钢筋拉断破坏变为钢筋拔出破坏。增大钢筋锚固长度和钢筋直径,可提高试件的极限承载力。随着加载速率的增大,试件的极限承载力逐渐增加,对应的位移也有所减小。4、进一步通过数值模拟对比分析了不同灌浆缺陷含量下装配式混凝土剪力墙的动态响应,基于CONWEP模型研究了TNT当量和炸药爆炸高度对剪力墙抗爆性能的影响。随着爆炸荷载的增加,剪力墙的峰值位移不断增大。增加炸药的爆炸高度,装配式剪力墙的抗爆性能明显改善。套筒灌浆缺陷直接影响装配式节点的连接性能,当灌浆饱满度存在缺陷时,将会导致装配式剪力墙的整体刚度降低。
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