由于钢筋和混凝土材料具有应变率敏感性，在不同的动态荷载作用下材料会表现出不同的力学和变形性能，进而影响由这两种材料构成的钢筋混凝土构件的力学性态，甚至改变构件和结构的破坏模式。本书从地震动的多维性出发，考虑钢筋混凝土材料和构件的多维非线性动力特性，研究空间结构在多维地震动作用下的非线性动力反应。本书共7章。第1章概述加载速率对钢筋混凝土材料、构件和结构性能的影响；第2章论述混凝土和钢筋材料多维动力本构关系；第3、4、5章从构件层次分别论述钢筋混凝土梁、柱和剪力墙的非线性动力特性；第6章论述钢筋混凝土结构多维非线性动力特性；第7章论述钢筋混凝土结构多尺度建模与数值分析。 本书可供土木工程、水利工程、海洋工程、工程力学等专业的师生及科研人员参考，也可作为相关专业高校高年级本科生和研究生的学习用书。

第1章 绪论 1 1.1 加载速率对混凝土性能的影响 2 1.1.1 混凝土单轴动态抗压性能··· 3 1.1.2 混凝土单轴动态抗拉性能···· 4 1.1.3 混凝土多轴动态性能···· 6 1.1.4 约束混凝土动态性能···· 8 1.1.5 混凝土应变率敏感性的物理机制···· 8 1.1.6 混凝土动力增大系数··· 11 1.1.7 混凝土动态本构模型··· 15 1.2 加载速率对钢筋性能的影响 23 1.2.1 钢筋的应变率效应···· 23 1.2.2 钢筋的动态本构关系···· 25 1.3 加载速率对钢筋和混凝土之间黏结性能的影响 27 1.4 加载速率对钢筋混凝土截面性能的影响 29 1.5 加载速率对钢筋混凝土构件性能的影响 30 1.6 加载速率对钢筋混凝土结构性能的影响 32 1.6.1 钢筋混凝土结构动力性能模拟··· 32 1.6.2 钢筋混凝土结构动力模型试验···· 33 1.7 本书的主要内容 35 参考文献 36 第2章 混凝土和钢筋材料多维动力本构关系 46 2.1 混凝土材料本构模型 46 2.1.1 单轴受压应力-应变关系···· 46 2.1.2 混凝土单轴受拉应力-应变关系··· 50 2.2 不同应变率下的混凝土性能试验 51 2.2.1 混凝土应变率效应的试验研究···· 52 2.2.2 不同应变率下微粒混凝土抗压性能试验研究···· 56 2.3 混凝土率相关本构模型 59 2.3.1 混凝土单轴率相关本构模型··· 59 2.3.2 微粒混凝土单轴受压率相关本构模型··· 60 2.3.3 微粒混凝土和普通混凝土动态抗压性能对比··· 62 2.4 不同应变率下的钢筋性能试验 63 2.4.1 建筑钢筋应变率效应的试验研究···· 64 2.4.2 镀锌铁丝应变率效应的试验研究···· 74 2.5 钢筋率相关本构模型 79 2.5.1 钢筋动态循环本构模型···· 79 2.5.2 镀锌铁丝与钢筋动态拉伸性能对比···· 82 2.6 混凝土及钢筋材料性能的数值模拟 84 2.6.1 混凝土应变率效应的数值模拟··· 84 2.6.2 钢筋应变率效应数值模拟·· 90 参考文献 92 第3章 钢筋混凝土梁非线性动力特性 94 3.1 钢筋混凝土梁恢复力模型 94 3.1.1 钢筋混凝土梁恢复力模型主要特征··· 94 3.1.2 典型钢筋混凝土梁恢复力模型···· 97 3.2 不同加载速率下的钢筋混凝土梁性能试验 99 3.2.1 试件设计··· 99 3.2.2 试验装置和量测内容··· 100 3.2.3 加载制度··· 102 3.2.4 试验结果··· 103 3.3 钢筋混凝土梁动态性能的数值模拟 111 3.3.1 计算模型··· 111 3.3.2 材料模型··· 112 3.3.3 试件的惯性作用和材料的应变率效应··· 114 3.3.4 分析结果··· 115 3.3.5 参数分析··· 117 3.4 钢筋混凝土梁的动态恢复力模型 119 3.4.1 动态纤维模型···· 120 3.4.2 非线性有限单元分析方法的实现··· 128 3.4.3 数值模拟·· 132 参考文献 141 第4章 钢筋混凝土柱非线性动力特性 144 4.1 钢筋混凝土柱静力恢复力模型 144 4.1.1 模型的设计与制作··· 145 4.1.2 加载仪器的布置与加载方案···· 145 4.1.3 试验现象及分析···· 148 4.1.4 构件的滞回特性分析···· 149 4.2 考虑动力效应的钢筋混凝土柱抗震性能研究 152 4.2.1 试件设计及加载装置的介绍··· 153 4.2.2 钢筋混凝土柱动态恢复力模型···· 164 4.2.3 试件基本力学性能分析··· 171 4.2.4 考虑动力效应的计算结果分析及破坏机理研究··· 186 4.3 加载路径对钢筋混凝土柱动力特性影响的试验研究 193 4.3.1 试验设计与加载方案··· 194 4.3.2 试验结果与分析···· 196 4.4 钢筋混凝土柱动态性能的数值模拟 207 4.4.1 ABAQUS对钢筋混凝土柱动态加载过程的数值模拟···· 207 4.4.2 OpenSees对钢筋混凝土柱动态性能的数值模拟··· 208 4.4.3 动态加载条件下有限元方法的实现·· 222 参考文献 233 第5章 钢筋混凝土剪力墙非线性动力特性 237 5.1 钢筋混凝土剪力墙恢复力模型 237 5.1.1 研究现状··· 237 5.1.2 宏观模型··· 238 5.1.3 细观模型··· 241 5.2 钢筋混凝土剪力墙动力试验简介 241 5.2.1 试件设计参数···· 241 5.2.2 钢筋混凝土剪力墙快速加载试验··· 242 5.3 钢筋混凝土剪力墙动态性能的数值模拟 245 5.3.1 钢筋混凝土剪力墙动态性能有限元分析···· 245 5.3.2 计算结果分析···· 248 5.4 钢筋混凝土剪力墙动态恢复力模型 253 5.4.1 考虑动力效应的剪力墙构件恢复力模型的建立···· 253 5.4.2 考虑动力效应的剪力墙构件恢复力模型验证·· 261 参考文献 266 第6章 钢筋混凝土结构多维非线性动力特性 268 6.1 材料应变率效应对钢筋混凝土框架结构动态性能影响 268 6.1.1 有限元模型··· 269 6.1.2 材料模型···· 272 6.1.3 结构特性分析···· 273 6.1.4 非线性地震反应分析··· 274 6.2 材料应变率效应对钢筋混凝土剪力墙结构动态性能影响 280 6.2.1 考虑应变率效应的结构地震反应分析···· 281 6.2.2 关于地震输入的讨论···· 284 6.2.3 考虑材料应变率效应的框架-核心筒结构弹塑性地震反应分析···· 294 6.3 材料应变率效应对钢筋混凝土框架-剪力墙结构动态性能影响 299 6.3.1 钢筋混凝土框架-剪力墙抗震性能的数值模拟···· 299 6.3.2 考虑材料应变率效应的高层剪力墙结构弹塑性地震反应分析···· 313 6.4 钢筋混凝土框架-剪力墙模型振动台试验 318 6.4.1 钢筋混凝土框架-剪力墙模型的设计与制作··· 318 6.4.2 试验加载、测试与采集··· 325 6.4.3 试验结果分析·· 327 参考文献 334 第7章 钢筋混凝土结构多尺度建模与数值分析 336 7.1 多尺度动力分析中界面连接 337 7.1.1 引言···· 337 7.1.2 同类型不同尺度单元模型的界面连接··· 337 7.1.3 不同类型单元模型的界面连接···· 341 7.2 钢筋混凝土结构中的应用与多尺度建模实现 344 7.2.1 梁单元建模方法··· 344 7.2.2 实体单元建模方法··· 347 7.2.3 算例分析··· 355 7.3 钢筋混凝土框架多尺度数值模拟 357 7.3.1 模型简介··· 357 7.3.2 模拟过程及分析结果讨论··· 358 7.4 高层剪力墙结构多尺度数值模拟 365 7.4.1 模型简介··· 365 7.4.2 多尺度模型建模及分析··· 365 7.4.3 弹塑性时程分析·· 370 参考文献 373