混凝土在外界因素如荷载、温度等作用下,将会产生应力和应变,根据损伤力学的概念,混凝土同时会发生损伤并产生损伤积累,从而导致材料性能的不断裂化,最终产生宏观裂缝直至破坏。本文旨在建立实用的混凝土损伤模型,进而对混凝土构件进行损伤分析。本文主要包括四个部分,分别为: 1、混凝土单轴应力-应变关系的平行杆系模型。从断裂力学角度对混凝土在单轴受压时的破损机理和软化特性进行了分析,指出劈裂裂纹面的失稳弯折是其主要原因。建立了一种平行杆系模型用以描述上述机制,并据此提出了损伤指标。针对几种普通强度等级的素混凝土和相应的约束混凝土确定了平行杆系模型的具体参数,并对比分析了不同混凝土的杆系分布特征及产生机理。 2、基于 Ottosen 本构模型的混凝土三维损伤模型。提出基于混凝土已有本构模型建立混凝土三维损伤模型的方法,该方法无需再进行新的参数标定,计算损伤不必通过对损伤演化方程的积分获得。基于 Ottosen 本构模型建立了相应的损伤模型,就损伤参量和 Ottosen 非线性指标的不同选取方式,对典型比例加载情形的全过程进行损伤分析,发现基于刚度下降和基于变形能力损失的两种不同损伤描述具有互补性,非线性指标采用比例增大法计算较为简单合理。并将该模型与经典的混凝土损伤模型 Mazars 损伤模型做了对比计算。 3、基于改造的 Sargin 方程的混凝土三维损伤模型。针对基于 Ottosen 本构关系建立的损伤模型中的不足之处,提出了基于改造的 Sargin 方程建立混凝土三维损伤模型的方法,对典型比例加载情形全过程进行了损伤计算。通过对荷载—损伤曲线的分析,发现基于刚度下降的方法描述混凝土损伤比较合理,且适用于描述三维加载的各种情况。该损伤模型仍然是各向同性损伤模型,虽然混凝土三维损伤一般是各向异性,但对某一质点得到单一损伤指标还是非常实用的。另外该模型比基于 Ottosen 本构关系的混凝土三维损伤模型更符合试验结果,适用范围更广。 4、普通钢筋混凝土梁的损伤分析。应用基于改造的 Sargin 方程的混凝土损伤模型,对钢筋混凝土简支梁在集中荷载下和均布荷载下进行了一维损伤计算。通过与已有实验现象对比,表明了该损伤模型在一维情况下与实际情况较吻合,为复杂的混凝土结构的损伤仿真分析提供了参考。