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042鋼筋混凝土多軸強(qiáng)度(完整版)

2025-09-09 18:36上一頁面

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【正文】 2=ζ3時達(dá)最大壓應(yīng)變 ε2p = ε3p。 0 ζ1=ζ2 > ζ3或 ζ1>ζ2=ζ3 ) 混凝土常規(guī)三軸抗壓強(qiáng)度 f3 隨側(cè)壓力( σ1=σ2 )的加大而成倍地增長,峰值應(yīng)變 ε3p的增長幅度更大。 兩受力方向的應(yīng)變值和曲線曲率都較小,近似于單軸受拉曲線。 ◆ 試件破壞時,最大主壓應(yīng)力方向的強(qiáng)度 f3和峰值應(yīng)變 ε3p,大于單軸受壓的相應(yīng)值 (fc,εp ); ◆ 初始斜率隨應(yīng)力比 ζ2 / ζ3增大; ◆ 雙軸壓狀態(tài)下的抗拉延性比單軸壓狀態(tài)下大得多; ◆ 兩個受力方向的峰值應(yīng)變ε2p, ε3p隨應(yīng)力比例 (ζ2/ζ3 )而變化; ◆ ε3p的變化曲線與二軸抗壓強(qiáng)度的曲線相似,最大應(yīng)變值發(fā)生在 ζ2/ζ3 ≈,應(yīng)變ε3p在數(shù)值上最大; 因?yàn)椋? ζ2/ζ3 =~ ζ2/ζ3 =0~ 只有 ζ2/ζ3 ≈,由于ζ2值適中,限制了該方向的拉斷,又不致引起 ζ3 方向的突然崩碎,從而使 ζ3方向的峰值應(yīng)變值 ε3p最大。 混凝土的多軸強(qiáng)度是指試件破壞時三向主應(yīng)力的最大值 : 用 f1, f2, f3 表示, 相應(yīng)的峰值主應(yīng)變?yōu)?: ε1p, ε2p, ε3p。 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 ◆ 兩個受力方向的峰值應(yīng)變ε2p, ε3p隨應(yīng)力比例 (ζ2/ζ3 )而變化; ◆ ε3p的變化曲線與二軸抗壓強(qiáng)度的曲線相似,最大應(yīng)變值發(fā)生在 ζ2/ζ3 ≈,應(yīng)變ε3p在數(shù)值上最大; 因?yàn)椋? ζ2/ζ3 =~ ζ2/ζ3 =0~ ◆ 而 ε2p由單軸受壓( ζ2/ζ3 =0)時的拉伸逐漸轉(zhuǎn)為壓縮變形,至二軸等壓( ζ2/ζ3 =1)時達(dá)最大壓應(yīng)變 ε2p= ε3p ,近似直線變化。多數(shù)試件是拉斷破壞,塑性變形小。 如: pcffffff ?? 301050 5 ?????? ? 開始受力時,側(cè)壓應(yīng)力 (σ 1=σ 2 )的存在使主壓應(yīng)變 ε 3很小,應(yīng)力 應(yīng)變曲線陡直。 ◎ ε2p=0時的應(yīng)力比( ζ2/ζ3 )值,恰好與 ε3p,達(dá)最大值的相符。試件破壞時的峰值主拉應(yīng)變 ε1p ≈(70~ 200) 106,稍大于單軸受拉的峰值應(yīng)變 εt,p ,是主壓應(yīng)力 ζ3的橫向變形所致。 上面介紹的混凝土多軸性能一般規(guī)律,主要根據(jù)強(qiáng)度等級為C20~ C50的普通混凝土,在單調(diào)比例加載情況下的試驗(yàn)結(jié)果所作的概括。 從這幾種結(jié)構(gòu)材料的多軸試驗(yàn)結(jié)果,可看到一共同規(guī)律: 混凝土類材料的性質(zhì)越‘脆”,即塑性變形發(fā)展較少者,其多軸抗壓強(qiáng)度提高的幅度越小;反之,“脆”性小,即塑性變形較大者,多軸抗壓強(qiáng)度的提高幅度大。 ⑴⑵ ⑶ ⑷ 混凝土的 定側(cè)壓( σx=σy =const )三軸受壓試驗(yàn) ,按圖所示的兩種應(yīng)力途徑加載,直至試件破壞。攬生瑞、過鎮(zhèn)海在文獻(xiàn)中介紹了兩種形式的加卸載試驗(yàn): ①二軸受壓等比例加卸載( ζx:ζy =const )試驗(yàn),所得的應(yīng)力應(yīng)變曲線的包絡(luò)線、二軸強(qiáng)度和破壞形態(tài)等都與單調(diào)比例加載的試驗(yàn)結(jié)果一致; ②定側(cè)壓( ζx =const )加卸載( ζy)試驗(yàn),給出的卸載和再加載曲線、包絡(luò)線、殘余應(yīng)變、滯回環(huán)等有一些特殊性質(zhì)值得注意,既不同于單軸受壓的重復(fù)加卸載,又不同于二軸受壓等比例加卸載的試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng) ζ1 和 ζ2均為拉應(yīng)力,且 ζ2 / ζ1=~ ,斷裂面可能與 ζ1軸成一夾角,取決于混凝土抗拉強(qiáng)度的隨機(jī)分布。 邊長 100 mm的立方體試件,破壞時每邊分成 3~ 5個小柱,小柱邊長約 20~ 30 mm,或?yàn)榇止橇侠瓘降?~ 2倍。且兩者必都大于三軸拉 /壓 (T/C/C)試件的強(qiáng)度。 在很高的壓應(yīng)力作用下,混凝土內(nèi)的部分水泥砂漿和軟弱粗骨料將因更高、且不均勻的微觀應(yīng)力而發(fā)生局部破碎,產(chǎn)生很大的壓縮變形和剪切移動,試件的塑性變形大增。 這兩種基本破壞形態(tài)的典型代表為單軸受拉和受壓。 模式規(guī)范和德國預(yù)應(yīng)力混凝土反應(yīng)堆壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范都采用 Ottosen準(zhǔn)則,給出了多軸強(qiáng)度 (C/C/C)計(jì)算圖,可按應(yīng)力比例ζ1 / ζ3和 ζ2 / ζ3查取多軸抗壓強(qiáng)度 f3,并計(jì)算得 fl , f2。 現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(附錄 C)中給出了對混凝土多軸強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系的指示,在我國這是首次。對應(yīng)于各段折線的計(jì)算式,以應(yīng)力比 r 作為變量列于下表。 三軸受壓應(yīng)力狀態(tài)( CCC, 0> ζ1≥ ζ2 ≥ ζ3 )的混凝土可按規(guī)范附錄 C給定的抗壓強(qiáng)度 f3 值進(jìn)行驗(yàn)算。 三軸壓應(yīng)力比為 ζ1 : ζ2 : ζ3 =- :- :- 1,即 ζ1 / ζ3 =,由式 ??? cmckc fff取三軸抗壓強(qiáng)度為: 313 ???????????? ??cff計(jì)算得: cmff ?? 此例若不考慮混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度,仍按單軸抗壓強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,即使采用 C80級混凝土,其抗壓強(qiáng)度平均值僅為fcm=60 .1 N/mm2,還不能符合承載能力的要求。 / 323?????????即mmNf解: C30混凝土抗壓強(qiáng)度的各項(xiàng)指標(biāo)為: 例 4若混凝土三方向的應(yīng)力比為:①( + : + :- 1)和②( +: - : - 1),確定相應(yīng)的三軸拉 壓強(qiáng)度。 σ2/σ3 σ1/σ3= σ1/σ3= σ1/σ3= σ1/σ3= σ1/σ3= σ1/σ3= 0 σ1/σ3=0 *3 / cff? 已知一點(diǎn)的主應(yīng)力后,計(jì)算應(yīng)力比 ζ1 / ζ3( =f1 / f3)即可 從圖中插入取值,也可按規(guī)范條文說明第 行計(jì)算: 如果已知一點(diǎn)的主應(yīng)力 ζ1 或 ζ1 / fc* (即 f1 、 f1 / fc* )、但 ζ3或應(yīng)力比 ζ1 / ζ3未知,既不能查用圖,代入上式又得一復(fù)雜的代數(shù)方程: 313 ???????????? ??cff 需求解后才得 f3 / fc* ,手算比較困難,此時,建議采用一近似公式計(jì)算: 11 . 832 . 83 ??????????????????????????????ccc ffffff13 31?????
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