【正文】 滿足承載能力要求。 圖中混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度只取決于主應(yīng)力比（ ζ1 / ζ3 ），而忽略了第 2主應(yīng)力（ ζ2 ）的影響，以利簡(jiǎn)化計(jì)算；所給強(qiáng)度值顯著地低于試驗(yàn)值，也略低于其他國(guó)家有關(guān)規(guī)范中所給的值。 （ 壓 壓 ） σ2/σ3= σ2/σ3= f1 /ft* f2 / fc* f2/ft* f3/fc* （ 拉 拉 ） （ 拉 壓 ） σ1/σ3= F E D C A B 例 4一鋼筋混凝土平面結(jié)構(gòu)，在荷載設(shè)計(jì)值作用下，按線彈性分析得最不利位置處的主應(yīng)力為（ － － 16N/mm2），試確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。其中關(guān)于多軸強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值，除了明確地列入二軸強(qiáng)度包絡(luò)圖和三軸抗壓強(qiáng)度圖，還對(duì)其余的三軸拉 壓和三軸受拉應(yīng)力狀態(tài)提出了簡(jiǎn)化的計(jì)算方法。 3. 我國(guó) 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 的混凝土二軸強(qiáng)度包絡(luò)線和三軸抗壓強(qiáng)度圖。 σ3 σ2 σ2 σ3 σ1 主要是主拉應(yīng)力 σ1作用 ︱ ζ3 ︱ ＞ ＞ ζ1 、 ζ2 σ2為壓，且能阻止在 σ2的垂直方向發(fā)生受拉裂縫， 主應(yīng)力 σ1較大可阻止發(fā)生片狀劈裂破壞，但 σ1和 σ3的差值大， 混凝土三軸受壓，且 σ1和 σ2都大，三方向的主應(yīng)變均為壓縮。達(dá)到極限荷載后，試件沿最大壓應(yīng)力 ζ3方向發(fā)生宏觀壓縮變形，邊長(zhǎng) 70 mm的試件可壓縮成 40～ 50 mm高，側(cè)向則在 ζ1和 ζ2的擠壓下向外膨脹。 混凝土三軸受壓， 主應(yīng)力 σ1較大可阻止發(fā)生片狀劈裂破壞，但 σ1和 σ3的差值大， 即剪應(yīng)力 (ζ1 – ζ3 )/2較大，破壞后的試件表面出現(xiàn)斜裂縫面。分隔小柱的主裂縫面較寬，小柱內(nèi)還有細(xì)小的縱向裂縫，說(shuō)明混凝土中的粗骨料和砂漿的界面，以及砂漿內(nèi)部普遺地受到損傷，破壞特征與單軸受壓的相同。 混凝土在多軸受壓或拉／壓應(yīng)力狀態(tài)下， 當(dāng)主壓應(yīng)力 σ3的絕對(duì)值遠(yuǎn)大于另兩個(gè)主應(yīng)力 σ1 ， σ2時(shí)， 沿兩個(gè)垂直方向產(chǎn)生拉應(yīng)變（ ε1， ε20)．由于試驗(yàn)時(shí)采取了減摩措施，消減了試件加載面上的約束作用，當(dāng)此拉應(yīng)變超過(guò)混凝土的極限值后，形成平行于 ζ3 、也平行于試件側(cè)表面的兩組裂縫面。 由于混凝土的非單調(diào)比例加載的多軸試驗(yàn)尚少，還有一些重要的現(xiàn)象和規(guī)律有待探索。當(dāng)應(yīng)力途徑改變之前，試件的應(yīng)力水平不很高，內(nèi)部微裂縫還處在穩(wěn)定發(fā)展階段時(shí)，改變途徑后的混凝土多軸抗壓強(qiáng)度值，與此前的應(yīng)力途徑無(wú)關(guān)，即與單調(diào)比例（ σ1:σ2:σ3 =const )加載的試驗(yàn)結(jié)果相符，且破壞形態(tài)相同。 在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部各點(diǎn)混凝土的三方向主應(yīng)力按照等比例（ ζ1:ζ2:ζ3 =const ）單調(diào)增大、直至破壞的可能性很小。其它種結(jié)構(gòu)混凝土，或者不同加載途徑下的多軸性能，現(xiàn)有的試驗(yàn)研究資料尚少。在主壓應(yīng)力 ζ3方向，塑性變形也很少發(fā)展，峰值應(yīng)變 ε3p 350 106。 ◎ 此現(xiàn)象與二軸受壓的現(xiàn)象相似。此后， 側(cè)壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向膨脹，阻滯縱向裂縫的出現(xiàn)和開展，在提高其極限強(qiáng)度的同時(shí)，塑性變形有很大發(fā)展，應(yīng)力 應(yīng)變曲線平緩地上升 。 ▲ 二軸拉／壓試件破壞時(shí)的峰值應(yīng)變 (ε1p， ε3p)均隨拉應(yīng)力 f1或應(yīng)力比 ︱ ζ1/ζ3 ︱ 的增大而迅速減小。 沿 ζ1（ 0應(yīng)力）方向的突然破壞 沿 ζ2方向的突然脆性拉斷破壞 ◆ 混凝土二軸受壓的體積應(yīng)變（ εv≈ε1+ε2+ε3）曲線也與單軸受壓體積應(yīng)變曲線相似。 符號(hào)規(guī)則為： ppfff 321p321 ??? ???? 受拉為正、受壓為負(fù) 國(guó)內(nèi)外發(fā)表的混凝土多軸試驗(yàn)資料已為數(shù)不少，但由于所用的三軸試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)方法、試件的形狀和材料等都有很大差異，混凝土多軸性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大離散性。 ζ2 /ζ3 = 1 (二軸等壓 ) fcc=(～ ) fc fcc ◆ 混凝土二軸受壓的應(yīng)力應(yīng)變曲線為拋物線形，有峰點(diǎn)和下降段，與單軸受壓的應(yīng)力 應(yīng)變?nèi)€相似。 在任意應(yīng)力比例 (σ1 /σ3)情況下，混凝土的二軸拉／壓強(qiáng)度均低于其單軸強(qiáng)度， 即： T/C tc ffff ?? 13 混凝土二軸拉／壓的應(yīng)力 應(yīng)變曲線如圖。 ◇混凝土二軸受拉的體積應(yīng)變 εv ，從一開始受力就是膨脹，一直增大，直至試件破壞。 混凝土三軸受壓峰值應(yīng)變?chǔ)?p隨應(yīng)力比（ ζ1/ζ3 ）的加大而增長(zhǎng)極快，隨 ζ2/ζ3的變化則與三軸抗壓強(qiáng)度的變化相似ε3p最大值發(fā)生在 ζ2/ζ3 =～。 σ3 σ2 σ2 σ3 σ1 混凝土在三軸拉／壓應(yīng)力狀態(tài)下，大部分是拉斷破壞，其應(yīng)力 應(yīng)變曲線與單軸受拉曲線相似。 總結(jié)混凝土在各種應(yīng)力狀態(tài)下的多軸強(qiáng)度和變形性能，可概括其一般規(guī)律： 多軸強(qiáng)度： ☆多軸受壓 (C/C， C/C/C)強(qiáng)度顯著提高 (︱ f3 ︱ ＞ fc)； ☆多軸受拉 (T/T， T/T/T)強(qiáng)度接近單軸抗拉強(qiáng)度 (f1≈ ft）； ☆多軸拉 /壓 (T/C， T/T/C,T/C/C)強(qiáng)度下降 (︱ f3 ︱ ＜ fc , f1＜ ft)。 ①在多軸受壓（ C/ C,C /C/ C）應(yīng)力狀態(tài)，鋼纖維混凝土極限強(qiáng)度的相對(duì)值（ f3／ fc ）、 應(yīng)力 應(yīng)變曲線的形狀等都與普通混凝土的接近； ②在多軸拉／壓 (T/C,T/C/C,T/T/C)應(yīng)力狀態(tài)下， 鋼纖維混凝土的強(qiáng)度相對(duì)值 (f3／ fc )和峰值應(yīng)變值等都超過(guò)普通混凝土 。部分試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論如下。 所以，應(yīng)該建立適用于任意變應(yīng)力途徑的混凝土本構(gòu)關(guān)系，才能真實(shí)地反映混凝土材料和結(jié)構(gòu)的性能。 試件斷裂面一般垂直于最大主拉應(yīng)力 ζ1方向，近似一個(gè)平面。 當(dāng) ζ1 , ζ2為壓應(yīng)力時(shí)，減小了側(cè)向應(yīng)變，故抗壓強(qiáng)度提高（ ︱ f3︱ fc)。破壞特征與單軸受壓的特征相似。 混凝土三軸受壓，且 σ1和 σ2都大，三方向的主應(yīng)變均為壓縮。 混凝土的這些破壞形態(tài)是從試件破壞后的表面宏觀現(xiàn)象加以區(qū)分、命名的．如果從混凝土破壞過(guò)程的主要受力原因和裂縫的特征分析，可歸納為兩種基本破壞形態(tài)： ① 主拉應(yīng)力產(chǎn)生的橫向受拉裂縫引發(fā)的拉斷破壞； ② 主壓應(yīng)力產(chǎn)生的縱向劈裂裂縫引發(fā)的破壞，包括柱狀壓壞、片狀劈裂、斜剪破壞和擠壓流動(dòng)等。其破壞包絡(luò)線如圖，混凝土二軸強(qiáng)度按應(yīng)力狀態(tài)分段計(jì)算如下： 其間，二軸等壓 (α=1)強(qiáng)度為 f2 =f3=，當(dāng) α=，有最大的二軸抗壓強(qiáng)度 f3=。 對(duì)于三軸拉／壓應(yīng)力狀態(tài)： (T/T/C， T/C/C) 規(guī)范建議不計(jì)中間主應(yīng)力的形響，按二軸拉／壓強(qiáng)度（ T/C， ζ2=0 ，圖中的 CD,DE段）取值。多軸強(qiáng)度的驗(yàn)算應(yīng)符合下式要求：