钢—混凝土组合肋壳作为一种新型组合空间结构,具有跨度大、刚度大、承载力高、施工方便、造价低等特点,拥有良好的工程应用前景。本文以组合肋网为研究对象,采用缩尺模型静力试验和有限元数值模拟分析相结合的方法,对结构的承载力、非线性响应、失效模式进行研究;通过参数分析,研究在不同影响因素下结构性能的变化;从材料损伤角度出发,分析结构的损伤分布和损伤状态,探究结构局部损伤与结构性能劣化之间的关系,基于损伤状态对结构的受力过程不同阶段进行划分,并建立结构的损伤模型。(1)进行静力荷载作用下组合肋网结构性能试验,分析结构应力分布、裂缝开展与结构变形特点等静力指标。裂缝出现较晚但数量较多,主次肋均能达到屈服,最终由于主肋的破坏而导致结构的破坏,在荷载作用下结构表现出良好的刚度和延性。(2)考虑到ABAQUS所提供的损伤塑性本构模型的固有缺陷,为全面考虑结构受力过程中存在的材料损伤,进行ABAQUS二次开发。采用回映算法,通过计算时每一增量步分为弹性预测、塑性修正、损伤修正,编制考虑损伤累积效应的混凝土材料本构模型,分别进行混凝土试件及钢筋混凝土梁算例分析,结果证明本文所采用的本构模型计算精度较好,且具有良好的工程适用性。(3)基于弹塑性损伤的混凝土材料本构模型,建立组合肋网有限元数值分析模型,开展组合肋网在不同影响因素下力学性能分析,主要考虑跨度、截面尺寸及矢跨比等因素对结构的承载力、变形等受力性能的影响。研究发现:矢跨比对结构损伤的影响明显,随矢跨比降低,混凝土材料的损伤发展将得到一定的延缓,在次肋相交节点区域的混凝土损伤位置将向主肋方向偏移;结构的挠度主要受跨度影响,随跨度增大挠度将得到提升;组合肋截面高度和宽度对极限承载力影响显著,肋板厚度为次影响因素,随组合肋截面尺寸的增大,结构极限承载力将得到大幅度的增加;随结构上材料损伤累积的扩展加深,结构的受力性能不断劣化,结构的破坏将经历由主肋到次肋的渐进,且主肋的受损程度高于次肋的受损程度。(4)基于试验现象和有限元参数分析结果,依据结构在不同受力阶段的损伤分布,将结构的受力过程分为5个阶段,即基本完好、轻微损伤、中等损伤、严重损伤和结构破坏。在加载过程中随损伤的不断发展节点区逐渐形成塑性铰,最终结构将表现为局部机构破坏模式。将结构局部损伤与整体性能劣化联系起来,为反映各变形区域的受损程度,在不同受损区域构造损伤指标,得到结构的损伤表达式。通过结构损伤模型对结构的5个性能阶段进行标定,分别对应结构损伤因子不同的取值范围,并对模型进行初步验证,验证结果表明损伤表达式具备一定的精度。