Triaxial concrete behavior
Chen (1982)
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Mechanical Behavior of Plain Concrete
循环加载力学行为
塑性和刚度的退化
反向加载刚度恢复 (单向)
Stress-deformation curve under cyclic loading (small compressive stress)
1：
低压混凝土 (静水压力小于三倍单轴单轴压缩失效应力) ，占主导地位的是混凝土开裂（cracking）的行为 大荷载 (塑性阶段) ，次生裂缝行为明显 单调荷载（可以包括小的反向加载，但是不能模拟循环 加载）
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介绍
2：Modeling the behavior of unreinforced and reinforced concrete structures
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Cap Model
此模型最初于黏土材料
在Drucker-Prager剪切失效模型加了一个“cap”
Cap的作用
约束模型的静水压力 当材料剪切屈服时帮助控制体积膨胀
这些特性使得“cap”模型适用于受到高压的混凝土
静水压力别单轴压缩强度大很多 这不包括任何表示拉伸裂纹（cracking）和压缩破碎(Crushing)的 行为 因此只适用于收到高压的混凝土.
Mechanical Behavior of Plain Concrete
体积膨胀: Volume increase that results from the formation and growth of
cracks parallel to the direction of the greatest compressive stress.
ABAQUS中的混凝土本 构模型
Copyright 2002 Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc.
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ABAQUS中的混凝土本构模型
ABAQUS 用连续介质的方法建立描述混凝土模型 不采用宏观离散裂纹的方法描述 裂纹的水平的在每一个积分点上单独计算
混凝土 钢筋混凝土
ABAQUS China
Copyright 2002 Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc.
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内容提纲
介绍
无钢筋混凝土力学行为
ABAQUS中的混凝土本构模型 加强筋(钢)ABAQUS中的应用 应用实例
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介绍
Copyright 2002 Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc.
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介绍
Motivation: 构造两种不同应力状态的混凝土模型，预测混凝土和钢 筋混凝土的力学行为
Typical plot of compressive stress vs. axial, lateral, and volumetric strain
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Mechanical Behavior of Plain Concrete 双轴加载：混凝土失效应力大于单轴状态时的失效强度
单轴实验
超过某应力水平, concrete 表现非线性行为, 表现出 累 积不可恢复的损伤 直到发生破坏
微裂纹导致应变软化
单轴压缩
Karsan and Jirsa (1969)
单轴拉伸
Mazars and Pijaudier-Cabot (1989)
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适用于混凝土的各种荷载分析 单调应变, 循环荷载, 动力载荷. 标量损伤模型 (各向同性) ， 包含拉伸开裂(cracking)和压缩破碎(crushing). 此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学 特性
Keywords: *CONCRETE DAMAGED PLASTICITY *CONCRETE TENSION STIFFENING *CONCRETE COMPRESSION HARDENING *CONCRETE TENSION DAMAGE *CONCRETE COMPRESSION DAMAGE
Kupfer et al. (1969)
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Mechanical Behavior of Plain Concrete
混凝土双轴强度包络图
Biaxial strength envelope of concrete
Kupfer et al. (1969)
介绍
典型应用
低压应用: 典型的结构构件, 如带加钢筋混凝土梁、 板、柱、剪力墙 核反应堆容器高压密封加压失效模拟 炮弹对混凝土容器的冲击模拟 冰对海岸建筑的冲击模拟
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介绍
高压应用:
地下导弹发射井震动of ABAQUS Version 6.3
介绍
混凝土容器构造
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介绍
钢筋混凝土
建模：混凝土模型＋钢筋模型＋混凝土和钢筋的相互作用
ABAQUS中分别定义混凝土本构和钢筋的本构关系。 Concrete和rebar 的相互作用，粘结滑动(bond slip) and 暗销作用(dowel action)都可以通过引入拉 伸硬化(tension stiffening)模拟
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Reinforcement
We summarize here some of the new functionality in ABAQUS Version 6.3 for modeling reinforcement of structural and continuum elements. A number of improvements have been made to simplify rebar definition and provide rebar visualization in ABAQUS/CAE. A new *REBAR LAYER option is introduced to define one or multiple layers of reinforcement in membrane, shell, or surface elements. This option must be used in conjunction with the *MEMBRANE SECTION, the *SHELL SECTION, or the *SURFACE SECTION option.
不同于普通的脆性材料, 混凝土可以有非弹性变形，非弹性变形可以比弹性变形大 很多
混凝土损伤机制: 混凝土内部微裂纹和微孔洞的产生和发展 在高压（静水压力）下材料的固化和多微孔的结构的 坍塌
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Mechanical Behavior of Plain Concrete
材料压缩的行为假定为线弹性.
脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大时失效
Keywords: *BRITTLE CRACKING, *BRITTLE FAILURE, and *BRITTLE SHEAR
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Concrete Damaged Plasticity (ABAQUS Version 6.3)
加强筋(钢)在ABAQUS中的应用
define rebar in beam elements:
Isoparametric rebar in three-dimensional membrane/shell elements:
Skew Rebar in three-dimensional shell/ membrane elements: Define rebar in axisymmetric shell/ membrane elements: Define a layer of uniformly spaced rebar in continuum elements (skew/ ISOPARAMETRIC)
低压力混凝土的本构关系
Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)
Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit)
混凝土损伤模型 (ABAQUS Version 6.3)
高压力混凝土的本构关系
Cap model
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Under biaxial compressive loading, concrete strength is greater than the one observed in uniaxial tests.
Compressive stress vs. strain components and volumetric strain under biaxial-compressive loading
Keywords: *CAP PLASTICITY and *CAP HARDENING