【正文】 雙軸應(yīng)力狀態(tài) ? 研究文獻來源 : H. Kupfer, . Hilsdorf, H. Rusch, Behaviour of concrete under biaxial stresses, ACI J. 66 (1969) 656666. ? 研究方法 方形板試件 施加法向應(yīng)力 σ1 施加法向應(yīng)力 σ2 板處于平面應(yīng)力狀態(tài) ? 復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 雙軸應(yīng)力狀態(tài) 雙等拉 雙等壓 0 0 2cf??Kupfer的強度包絡(luò)圖 ? 雙向受拉的破壞強度接近于單軸抗拉強度 。 ? 復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 三軸受壓狀態(tài) ? 側(cè)向等壓 （ 常規(guī)三軸 ） 的情況 23 r? ? ???1?1?通過液體靜壓力對圓柱體試件施壓 39。混凝土的最終破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。 E點的應(yīng)變 ? = (2~3) ? 0，應(yīng)力 ? = (~) fc。 應(yīng)用 ：承載力計算；混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析 ? 本節(jié)給出的兩個應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系模型，一般 用于結(jié)構(gòu)的非線性分析 。經(jīng)多次重復(fù)后，塑性變形將不再增長，混凝土加、卸載的應(yīng)力 應(yīng)變曲線呈直線變化，且 此直線大致與第一次加載時的原點切線平行。 ★ 我國規(guī)范規(guī)定用下述方法測定混凝土彈性模量： 將棱柱體試件加載至應(yīng)力 ，重復(fù)加載、卸載各 5次后，應(yīng)力 應(yīng)變曲線基本上趨于直線，將應(yīng)力 應(yīng)變曲線上與 的比值作為彈性模量。 混凝土的變形性能 ? 徐變對結(jié)構(gòu)的影響（研究徐變的意義） 1）使鋼筋混凝土構(gòu)件 截面產(chǎn)生內(nèi)力重分布 ：混凝土應(yīng)力減小，鋼筋應(yīng)力增大。 ? 粘結(jié)強度 — 抗力 ? 粘結(jié)失效（鋼筋被拔出或混凝土被劈裂）時的 最大粘結(jié)應(yīng)力 。 ? 變形鋼筋的 τs曲線 10 20 30 40 τ(N/mm2) s (mm) 肋處混凝土局部擠壓變形 出現(xiàn)內(nèi)裂縫 徑向裂縫到達試件表面 形成新 滑移面 劈裂裂縫 刮犁式破壞 劈裂式破壞 粘結(jié)破壞機理 ? 變形鋼筋的粘結(jié)破壞 ? 劈裂式破壞的條件 : 鋼筋外圍砼薄而且沒有環(huán)向箍筋 ? 刮犁式破壞的條件 : 鋼筋外圍砼厚或有環(huán)向箍筋約束 ? 刮犁式破壞模式 內(nèi)部斜裂縫 斜向擠壓力 徑向分力 環(huán)向擠壓力 徑向裂縫 變形鋼筋處的擠壓力和內(nèi)部裂縫 粘結(jié)破壞機理 影響粘結(jié)強度的因素 ? 影響粘結(jié)強度的因素 ? 混凝土強度 :粘結(jié)強度大致與混凝土抗拉強度成線性關(guān)系 ? 保護層厚度和鋼筋凈間距 ： 二者越大，粘結(jié)強度越高 ? 鋼筋的外形 ：變形鋼筋粘結(jié)強度高 ? 橫向配筋 ：提供側(cè)向約束，延緩或阻止劈裂裂縫發(fā)展 ? 側(cè)向壓應(yīng)力 ：使 摩擦力的機械咬合力增大 ? 受力狀態(tài) ： 重復(fù)荷載或反復(fù)荷載使粘結(jié)強度退化 鋼筋的錨固和連接 ? 鋼筋的錨固設(shè)計 錨固長度，搭接長度，延伸長度 ? 鋼筋的錨固和連接的實質(zhì)是粘結(jié)問題 ★ 鋼筋錨固 ： 通過混凝土中鋼筋埋置段或機械措施，將鋼筋所受力傳遞給混凝土，使鋼筋埋置于混凝土而不被拔出。 ★ 受壓鋼筋 的錨固長度可取受拉鋼筋錨固長度的 ★ 工程設(shè)計中若采用 機械錨固措施 ，其錨固長度可取基本錨固長度的 60% 鋼筋的錨固和連接 ? 連接機理 一根鋼筋的力 → 通過粘結(jié)力傳給混凝土 → 通過粘結(jié)力傳給另一根鋼筋 兩根鋼筋之間斜向擠壓力， 徑向分量 使外圍混凝土產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力， 縱向分量 使混凝土產(chǎn)生剪切作用，剪切滑移破壞。 ? 受壓鋼筋的搭接長度 不應(yīng)小于受拉鋼筋搭接長度的 ，且不應(yīng)小于 200mm。 ? 受拉鋼筋搭接接頭處的粘結(jié)強度低于鋼筋錨固狀態(tài)的粘結(jié)強度 ， 其搭接長度應(yīng)大于錨固長度 。 彎鉤 （ b） 135176。 ? 光圓鋼筋應(yīng)力峰值靠近加載端 ，粘結(jié)應(yīng)力增長緩慢 。 3）使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生 預(yù)應(yīng)力損失 ：預(yù)壓力使混凝土產(chǎn)生徐變，構(gòu)件縮短，引起預(yù)應(yīng)力損失。 ★ 彈性模量隨立方體強度標準值 非線性增長 。應(yīng)變越來 越大，就會發(fā)生破 壞，即疲勞破壞。 混凝土的變形性能 ? 混凝土 軸心受拉的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 ? 軸心受拉的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 ? 《 混凝土規(guī)范 》 建議的單軸 受拉應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系模型 ? ? 6s1. 2 0. 2tttf??? ???? ?????? ??????s1ttttf????????????????? 公式來源： 過鎮(zhèn)海 ， 張秀琴 .混凝土受拉應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€的試驗研究 . 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報 ，1988(4).4553 2 ?t stf 混凝土的變形性能 混凝土的變形性能 ? 混凝土在 復(fù)合應(yīng)力下 的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 三軸受壓 ： 隨側(cè)向壓應(yīng)力增加，縱向強度和變形能力均提高。 b點稱為 臨界應(yīng)力點 ,內(nèi)部裂縫有發(fā)展 ,但處于穩(wěn)定狀態(tài) c點的應(yīng)變稱為 峰值應(yīng)變 , 約為 ,內(nèi)部裂縫延伸到表面 ， c點后出現(xiàn) 應(yīng)變軟化 d點為 極限壓應(yīng)變 ,對普通混凝土取 。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。 混凝土的變形性能 ? 混凝土的變形 ★ 受力變形 一次短期加載下的變形 (重點 )： 軸壓、軸拉、復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下 承載力計算；非線性分析 荷載長期作用下的變形（ 徐變 ）： 變形和裂縫寬度計算；預(yù)應(yīng)力損失 重復(fù)荷載作用下的變形（ 疲勞性能 ）： 確定彈性模量；疲勞驗算 ★ 體積變形 收縮變形：收縮裂縫；預(yù)應(yīng)力損失 溫度變形：溫度應(yīng)力 → 裂縫 防止溫度、收縮裂縫的構(gòu)造措施 0 2 4 6 8 10 20 30 ? (MPa) ? 10 3 B A C E D A點以前 ，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系近似直線。 ? 一拉一壓的破壞強度低于相應(yīng)的單軸受力強度 。 符號 C35 C： 立方體 (Cube) 35： 立方體抗壓強度標準值，單位 N/mm2 當 ≤C50時， 普通混凝土 （ normalstrength concrete） 當 ＞ C50時， 高強混凝土 （ highstrength concrete） ? fcu,k是混凝土各種強度指標的基本代表值 ? 混凝土受壓破壞機理 ? 骨料之間的微裂縫是內(nèi)因 ? 縱向受壓破壞是橫向拉裂造成的。 ? 只能提高抗拉強度 ， 抗壓屈服強度將降低 。 ★ 彈性模量 ： 彈性極限以下應(yīng)力 應(yīng)變曲線的斜率 鋼筋的強度和變形性能 鋼筋的疲勞性能 鋼筋的疲勞 是鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動