關(guān)于混凝土讀書報(bào)告
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篇一:《混凝土》讀書體會(huì)
讀完這本書讓我對(duì)混凝土有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí),之前我對(duì)混凝土完全不了解,提到混凝土就會(huì)想到建筑工地上的鋼筋混凝土,原本以為混凝土很簡(jiǎn)單沒(méi)有多少可研究的東西,看完這本書后我才發(fā)現(xiàn)自己以前對(duì)混凝土的認(rèn)識(shí)有多淺薄,看上去簡(jiǎn)單的東西研究起來(lái)卻如此復(fù)雜,不是所有的混凝土都是簡(jiǎn)單的水泥里加點(diǎn)水加點(diǎn)石子鋼筋就能滿足要求的,更不是只要強(qiáng)度達(dá)到要求的混凝土就可以用。以下是我通過(guò)讀書對(duì)混凝土的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)
1。對(duì)混凝土的初步了解
混凝土是由膠結(jié)介質(zhì)和埋在其中的骨料顆粒或碎片所組成的復(fù)合材料。具有良好的抗水性、便宜、易得,容易制得各種混凝土構(gòu)件。按強(qiáng)度重量比劃分可分為普通混凝土、輕混凝土和重混凝土,按抗壓強(qiáng)度可分為低強(qiáng)混凝土、中強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)混凝土度。
微結(jié)構(gòu)—性能關(guān)系作為現(xiàn)代材料科學(xué)的核心在混凝土研究上也十分重要,材料的性能可以通過(guò)微結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)淖兓玫礁倪M(jìn)。混凝土的微結(jié)構(gòu)獨(dú)特之處可概括為:首先,粗骨料顆粒附近小范圍存在界面過(guò)渡區(qū),且比骨料水泥漿體薄弱。其次,兩個(gè)相本體也是多相。第三,混凝土微結(jié)構(gòu)不是材料固有特性隨時(shí)間、溫度、濕度變化。骨料的強(qiáng)度最高但不直接影響混凝土的強(qiáng)度,水化水泥漿體微結(jié)構(gòu)中各個(gè)相的分布不均其中最薄弱處決定了混凝土的強(qiáng)度。水泥漿體中的固相分為四種分別是水化硅酸鈣、氫氧化鈣、硫鋁酸鈣水化物和未水化的水泥顆粒。水泥漿體里的孔可分為水化硅酸鈣中的層間孔、毛細(xì)孔、氣孔。水泥漿體中的水分為毛細(xì)孔水、吸附水、層間水、化學(xué)結(jié)合水。混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)是過(guò)渡區(qū)是強(qiáng)度的限制相。
2。混凝土的性能
(1)強(qiáng)度 混凝土的強(qiáng)度是其抵抗外力而不被破壞的能力,它決定了混凝土的許多其他性質(zhì)并可由強(qiáng)度數(shù)據(jù)推導(dǎo)。基體中含有形狀不同大小不一的孔隙并在界面過(guò)渡區(qū)存在微裂縫,混凝土的強(qiáng)度和孔隙率成反比關(guān)系。此外強(qiáng)度與水灰比符合Abrams水灰比定則。通常情況下引氣會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度但在水泥用量很少的混凝土中引氣又有可能提高混凝土的強(qiáng)度。不同品種的水泥水化快慢不同同樣會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。混凝土中骨料的強(qiáng)度最大對(duì)強(qiáng)度的影響小但是骨料的粒徑、形狀、表面結(jié)構(gòu)、級(jí)配和礦物成分均影響混凝土的強(qiáng)度。其中提高骨料粒徑對(duì)高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度有不利影響對(duì)低強(qiáng)和高水灰比混凝土的強(qiáng)度影響不大。混凝土制備中拌合水中雜質(zhì)過(guò)量不僅會(huì)影響強(qiáng)度還會(huì)影響凝結(jié)時(shí)間、出現(xiàn)鹽霜并會(huì)腐蝕鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋。添加外加劑可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。在混凝土的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)強(qiáng)度影響不利,但在潮濕養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)強(qiáng)度有有利影響。
不同應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度表現(xiàn)不同,在受單軸壓縮時(shí)應(yīng)力—應(yīng)變曲線在最終強(qiáng)度30%左右以前表現(xiàn)為線彈性行為,應(yīng)力水平為75%時(shí)稱為臨界應(yīng)力,超過(guò)臨界應(yīng)力時(shí)混凝土的開(kāi)裂取決于持荷時(shí)間,持續(xù)加荷作用下混凝土的微裂縫逐漸開(kāi)展,在比正常實(shí)驗(yàn)室瞬間或短期荷載應(yīng)力低的情況下破裂。混凝土的雙軸抗壓強(qiáng)度可以比單軸強(qiáng)度高27%雙軸等壓應(yīng)力作用下,強(qiáng)度提高16%左右,雙軸壓—拉作用下,抗壓強(qiáng)度隨壓力增大幾乎直線減小。
(2)尺寸穩(wěn)定性 混凝土承受荷載時(shí)會(huì)呈現(xiàn)彈性和非彈性應(yīng)變,干燥或冷卻時(shí)呈現(xiàn)收縮應(yīng)變。當(dāng)受到約束時(shí)收縮應(yīng)變將導(dǎo)致復(fù)雜應(yīng)力模式,常引起混凝土開(kāi)裂。當(dāng)彈性材料的收縮應(yīng)變被完全約束時(shí),產(chǎn)生彈性拉應(yīng)力的大小等于應(yīng)變與材料的彈性模量的乘機(jī)。混凝土在約束狀態(tài)下,干縮應(yīng)變誘發(fā)的彈性拉應(yīng)力和粘彈性行為帶來(lái)的應(yīng)力松弛之間的交互作用是大多數(shù)結(jié)構(gòu)變形和開(kāi)裂的核心。
盡管水泥和骨料呈現(xiàn)線彈性但混凝土卻不是,應(yīng)力水平和混凝土微裂縫開(kāi)展的關(guān)系分為四個(gè)階段,首先,在極限載荷30%以下,界面過(guò)渡區(qū)的裂縫保持穩(wěn)定。其次,在極限載荷50%左右以前,界面過(guò)渡區(qū)存在微裂縫的穩(wěn)定系統(tǒng)。再次,應(yīng)力水平進(jìn)一步提高到極限荷載的75%左右時(shí),不僅界面過(guò)渡區(qū)的微裂縫變得不穩(wěn)定而且基體的裂縫也將延伸擴(kuò)展。最后,在極限荷載75%—80%時(shí),應(yīng)變能的釋放速率似乎達(dá)到持續(xù)應(yīng)力下裂縫自發(fā)延伸所需的臨界水平,材料變形直至破壞。影響彈性模量的因素包括骨料、水泥漿體基體和過(guò)渡區(qū),粗骨料的彈性模量越高,用量越大,混凝土的彈性模量就越大。水泥漿體基體的彈性模量由其孔隙率決定。通常孔隙、微裂縫和氫氧化鈣定向結(jié)晶在界面過(guò)渡區(qū)比集體更普遍存在。
干縮與徐變都與水化水泥漿體吸附水的遷移有關(guān),干縮以混凝土與環(huán)境相對(duì)濕度為驅(qū)動(dòng)力,徐變則是持續(xù)施加的應(yīng)力。影響干縮與徐變的因素包括材料與配合比,骨料的級(jí)配、最大粒徑、形狀和結(jié)構(gòu),水灰比、水泥品種、水泥用量,混凝土外加劑,時(shí)間與濕度,混凝土構(gòu)件的幾何形狀。
(3)耐久性 是混凝土對(duì)大氣侵蝕、化學(xué)侵蝕、磨耗或其他劣化過(guò)程的抵抗能力。水是大多數(shù)混凝土耐久性問(wèn)題的核心,同時(shí)也會(huì)引起化學(xué)退化過(guò)程。硬化水泥漿體的滲透系數(shù)受孔隙尺寸和連通性所控制,水灰比較高,水化程度較低時(shí)水泥漿體的毛細(xì)管孔隙率較高,水泥漿體中大的互相連通的孔隙數(shù)量相對(duì)較多滲透系數(shù)較高,隨水化程度的進(jìn)行孔隙減小滲透性減小。大多數(shù)骨料的滲透性遠(yuǎn)低于水泥漿體,少數(shù)骨料滲透性較大。混凝土對(duì)水的滲透性主要取決于水灰比和最大骨料粒徑。
混凝土的劣化原因可分為三類1。水泥漿體被軟水水解溶蝕2。在侵蝕性液體和水泥漿體之間發(fā)生陽(yáng)離子交換3。導(dǎo)致膨脹產(chǎn)物形成的化學(xué)反應(yīng)。磨耗、沖蝕氣蝕引氣混凝土表面質(zhì)量損失,硬化水泥漿體抗磨性不高,為得耐磨表面混凝土抗壓強(qiáng)度不能低于28MPa,選擇低水灰比、合理的粗細(xì)骨料級(jí)配、滿足澆筑和振搗需要的最低稠度和適于露置條件的最小含氣量。
冰凍會(huì)影響混凝土的耐久性,非引氣飽和水泥漿體冰凍期間由于產(chǎn)生水壓會(huì)出現(xiàn)膨脹,引氣量逐漸增大時(shí)因引入氣孔提供了溢出邊界膨脹趨勢(shì)減小。當(dāng)混凝土中骨料顆粒粒徑大于臨界尺寸時(shí),冰會(huì)伴有爆皮,即骨料被破壞。保護(hù)混凝土免受凍害所必須的不是總含氣量,而是硬化水泥漿體中孔間距在0。1—0。2mm以內(nèi)含氣量一定時(shí)保護(hù)混凝土免受凍害取決于氣泡大小,孔的數(shù)量和孔間距變化。混凝土可結(jié)冰水的數(shù)量隨溫度降低而增大,可結(jié)冰水的量隨水灰比增大而增大。混凝土的滲透性對(duì)其抗凍性能起重要的作用,它不僅控制結(jié)冰時(shí)由內(nèi)部水分遷移引起的水壓力,而且控制結(jié)冰前的臨界飽和度。火災(zāi)對(duì)混凝土的耐久性同樣影響巨大混凝土溫度升高時(shí),容易失去各種類型的水分,混凝土可能以表面脫落的形式損傷。骨料的孔隙率和礦物組成對(duì)混凝土在火災(zāi)中的行為有重要影響。根據(jù)升溫速率和骨料的尺寸、滲透性、含水狀態(tài)等不同,多孔骨料本身容易與凍害一樣遭受破壞性膨脹而導(dǎo)致突然爆裂。含碳酸鹽或輕質(zhì)骨料的混凝土暴露在更高的溫度下能表現(xiàn)出較好的性能。
混凝土中化學(xué)反應(yīng)引起的劣化過(guò)程,通常包括外界環(huán)境的侵蝕介質(zhì)與水泥漿體組分之間的化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)通常有水泥漿體組分的水解和陽(yáng)離子交換反應(yīng)。硫酸鹽侵蝕以混凝土的膨脹和開(kāi)裂形式表現(xiàn)。當(dāng)混凝土開(kāi)裂時(shí),滲透性增加,侵蝕水就很容易滲入內(nèi)部,因此使劣化過(guò)程加速。硫酸鹽侵蝕由于劣化水泥水化產(chǎn)物的粘聚性喪失,也可表現(xiàn)為強(qiáng)度逐漸降低和質(zhì)量損失。
3.混凝土配制材料和加工
(1)骨料 骨料相對(duì)而言比較便宜而且不會(huì)與水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),因此它通常作為混凝土中的一種惰性填充物被使用。對(duì)混凝土制備有重要意義的骨料特性包括孔隙率、級(jí)配或粒徑分布、吸水性、粒形和表面織構(gòu)、壓碎強(qiáng)度、彈性模量以及所含有害物質(zhì)的類別。天然礦物骨料是配制硅酸鹽水泥混凝土所用骨料中最為重要的一個(gè)類別。巖石根據(jù)其起源主要可以分為三大類火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖。天然巖石中常見(jiàn)的組成礦物有二氧化硅礦物、硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物、硫化物和硫酸鹽礦物。其他類骨料包括輕骨料、重骨料、高爐礦渣骨料、從粉煤中制得的骨料、從再生混凝土和城市垃圾所制得的骨料。根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)和加工處理因素將骨料的性質(zhì)分為三類1。取決孔隙率的特性:密度、吸水性、強(qiáng)度、硬度、彈性模量以及體積穩(wěn)定性2。取決先前暴露條件和加工因素的特性:粒徑、粒形和表面織構(gòu)3。取決化學(xué)與礦物組成特性:強(qiáng)度、硬度、彈性模量以及所含的有害物質(zhì) 。
(2)外加劑 外加劑在組分上變化很大,從表面活性劑和可溶性鹽到聚合物和不溶性礦物。通常它們用于改善混凝土的工作性、加快或延緩凝結(jié)時(shí)間、控制強(qiáng)度發(fā)展以及提高混凝土對(duì)凍融作用、溫差開(kāi)裂、堿集料膨脹、硫酸鹽侵蝕及鋼筋銹蝕的耐久性。外加劑劃分為以下三大類(1)表面活性劑(2)調(diào)凝劑(3)礦物外加劑。
表面活性劑分為引氣劑和減水劑,引氣型活性劑作用機(jī)理為:在空氣—水界面上,極性基團(tuán)定向向水中伸展端伸向水中,從而降低了界面張力,促使氣泡形成,并能阻止分散開(kāi)的氣泡結(jié)合 。在固—液界面上,水泥的表面存在定向力,極性基團(tuán)固定在水泥顆粒表面,而非極性基團(tuán)定向地伸向水中,從而使水泥界面憎水,致使空氣能夠代替水并且以氣泡的形式保持與固體界面的接觸。減水型表面活性劑作用機(jī)理為:當(dāng)帶有親水鏈的表面活性劑加入到水泥—水體系中時(shí),極性鏈就會(huì)以橫臥的方式被吸附到水泥顆粒上,在這種情況下,表面活性劑的極性端伸向水中,而不是非極性端。從而降低了水的表面張力,使水泥顆粒呈親水性。進(jìn)而在水泥顆粒周圍形成一層水偶極子,從而阻止了絮凝結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,使系統(tǒng)保持良好的分散狀態(tài)。
調(diào)凝劑作用機(jī)理為:在硅酸鹽水泥—水體系中加入一定量的可溶性化學(xué)助劑,進(jìn)而影響到水泥組分的電離和水化產(chǎn)物的結(jié)晶速率,并最終影響水泥漿體的凝結(jié)和硬化特征。
礦物外加劑是一類細(xì)分散的硅質(zhì)材料,其在混凝土中的摻量較大,一部分礦物外加劑具有火山灰活性(低鈣粉煤灰),一部分具有膠凝性(粒化高爐鐵礦渣)而其它的則同時(shí)具有火山灰活性和膠凝性(高鈣粉煤灰)。
(3)配合比 為了得到一定特性要求的混凝土,組成材料的選擇是第一步。第二步是配合比設(shè)計(jì),即使各組成材料之間能達(dá)到合適的配合。配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)目的就是要得到符合性能要求的混凝土。兩個(gè)基本的性能是新拌混凝土的工作性和硬化混凝土在指定齡期的強(qiáng)度。工作性是決定混凝土在澆注、搗實(shí)和抹面時(shí)難易的性能。耐久性是另一個(gè)重要的性能,但是通常認(rèn)為在正常暴露條件下達(dá)到必要強(qiáng)度的混凝土的耐久性是滿足要求的。配合比設(shè)計(jì)的另一個(gè)目的是在盡可能低的成本下獲得滿足性能要求的混凝土。這就要求在選擇混凝土組成材料時(shí)不僅要性能適合,而且要有個(gè)合理的價(jià)格 。因此配合比設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)可以概括為:在常用的材料里選擇合適的組成材料 ,并確定能夠滿足最低性能要求的同時(shí)又是最經(jīng)濟(jì)的組合比例。設(shè)計(jì)混凝土的配合比需要考慮的內(nèi)容包括混凝土的成本、工作性、強(qiáng)度和耐久性。
(4)早齡期混凝土 新拌混凝土由于澆灌前后坍落度損失、搗實(shí)時(shí)的泌水和離析以及成長(zhǎng)速率(強(qiáng)度增長(zhǎng))過(guò)于緩慢等所產(chǎn)生的缺陷,會(huì)影響最終的混凝土產(chǎn)品從而縮短使用年限。配料是稱量一批混凝土的各組分并將其放入攪拌器的過(guò)程。絕大多數(shù)規(guī)范都規(guī)定混凝土各組分的配料應(yīng)該按質(zhì)量而不是以體積來(lái)進(jìn)行。攪拌不充分會(huì)使新拌混凝土外觀不勻。所以,按比例準(zhǔn)確計(jì)量的混凝土組成材料必須充分拌和才能成為均勻的物料。為了盡可能減少離析,混凝土在澆灌入模板時(shí)所移動(dòng)的距離也不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)。一般,混凝土是在水平方向以一致的厚度分層鋪筑的,每一層在下一層澆灌之前必須充分搗實(shí)。要保持足夠快的澆灌速率,以保證在鋪筑新的一層時(shí),緊靠下面的一層仍處于塑性狀態(tài)。這是為了避免新拌混凝土澆灌在已經(jīng)硬化的混凝土上時(shí)產(chǎn)生冷接頭、流紋以及兩層交界的薄弱面。
4。混凝土未來(lái)發(fā)展
篇二:預(yù)應(yīng)力混凝土讀書報(bào)告
0引言
目前預(yù)應(yīng)力技術(shù)已廣泛應(yīng)用于橋梁、房屋、水工、核能海洋結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域,其特有的工藝也用于結(jié)構(gòu)加固、重物提升與平移、深基坑支護(hù)等工程中的特殊部位,以解決各種工程難題
1現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的概念
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),一般是通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋的回彈力,使混凝土截面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力,以局部或全部抵消使用荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常使用情況下不開(kāi)裂或裂縫寬度較小。因此,預(yù)應(yīng)力是為改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫和變形性能,在使用之前施加的永久性內(nèi)應(yīng)力。 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)系指采用高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土,采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和施工工藝設(shè)計(jì)和建造的高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。高強(qiáng)鋼材主要是指采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、以及鋼絞線鋼絲束無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力鋼絲有鋼絞線是由多根平行的鋼絲用絞盤按一個(gè)方向絞成。鋼絞線、鋼絲束無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是指施加預(yù)應(yīng)力后沿全長(zhǎng)與周圍混凝土不粘結(jié)的預(yù)22應(yīng)力筋,由鋼絞線或鋼絲、涂料層、包裹層組成。預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度分為1 470 N/mm 1570 N/mm2221670 N/mm 1770 N/mm 1860N/mm等幾級(jí)。預(yù)應(yīng)力筋按松弛級(jí)別又分為普通松弛和低松弛兩類。
施加預(yù)應(yīng)力的方法,分為先張法和后張法兩大類。先張法主要用于預(yù)制構(gòu)件中;而后張法雖可用于預(yù)制構(gòu)件中,但更為普遍地用于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
2、現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的分類
2。1全預(yù)應(yīng)力混凝土
主要是指以施加的預(yù)壓應(yīng)力超過(guò)荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,混凝土不承受拉力當(dāng)然也不會(huì)開(kāi)裂,即保持全截面受壓的混凝土。這種混凝土由于采用高強(qiáng)度鋼材與混凝土,可以大大節(jié)省材料用量。應(yīng)不出現(xiàn)拉應(yīng)力,不開(kāi)裂,剛度大,抗疲勞性能好,在腐蝕性環(huán)境下可保護(hù)鋼材免受侵蝕,特別適宜于建造有防滲漏要求的水池等結(jié)構(gòu)。在恒載小、活載大且長(zhǎng)期持續(xù)作用值較小的情況下,預(yù)壓區(qū)混凝土由于長(zhǎng)期處于高壓應(yīng)力狀態(tài)會(huì)引起大的徐變,當(dāng)預(yù)壓應(yīng)力過(guò)大時(shí),還將在混凝土構(gòu)件中產(chǎn)生順著鋼筋縱向水平裂縫,有時(shí)尚需在預(yù)拉區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋,結(jié)構(gòu)延性差對(duì)抗震不利。
2。2部分預(yù)應(yīng)力混凝土
它主要是指所設(shè)計(jì)的構(gòu)件在荷載短期效應(yīng)組合下,受拉邊緣允許產(chǎn)生相當(dāng)?shù)耐袘?yīng)力或開(kāi)裂的混凝土。這種預(yù)應(yīng)力混凝土能較好的控制反拱,可提高延性。由于部分預(yù)鷹力混凝土結(jié)構(gòu)中配了非預(yù)應(yīng)力鋼筋。提高了結(jié)構(gòu)的延性和反復(fù)荷載作用下結(jié)構(gòu)的能量消耗能力,對(duì)抗震結(jié)構(gòu)尤為有利,可合理的控制裂縫。根據(jù)結(jié)構(gòu)使用要求,在長(zhǎng)期持續(xù)活荷載作用下既可以設(shè)計(jì)成開(kāi)裂的,也可以按拉應(yīng)力為零設(shè)計(jì)成不開(kāi)裂的。
2。3預(yù)應(yīng)力筋平衡荷載混凝土
時(shí)間不少于14d;可在輔助盤上安置灑水管噴水對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù);養(yǎng)護(hù)時(shí)水壓不宜過(guò)大,避免養(yǎng)護(hù)水沖壞混凝土表面,養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)控制。在模板滑升過(guò)程中適時(shí)進(jìn)行操作管理。
2。4無(wú)粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土
無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是指在鋼筋表面涂以潤(rùn)滑防腐油脂,外包塑料管,施T時(shí)和普通鋼筋一樣,直接放入模板內(nèi)澆筑混凝土。當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,可進(jìn)行張拉。 優(yōu)點(diǎn):
1。不需要預(yù)留孔道或埋管、穿柬、灌漿等多道工序,施工簡(jiǎn)便。
2.摩擦損失小。
3.由于不受預(yù)埋管的約束,故布置鋼筋靈活,對(duì)多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)和樓板、屋蓋結(jié)構(gòu)最為適宜。
2。5高效預(yù)應(yīng)力混凝土
高效預(yù)應(yīng)力混凝土是采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材、高強(qiáng)混凝土為特征的預(yù)應(yīng)力混凝土。這種預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)約效果明顯,結(jié)構(gòu)功能及質(zhì)量?jī)?yōu)良。
3預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相比,現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn):
3。1采用高強(qiáng)和高性能材料:日前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中常用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)從C40—C60,甚至達(dá)到C80以上,預(yù)應(yīng)力鋼絞線的極限抗拉強(qiáng)度可達(dá)1860MPa.從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看.高性能混凝土和高性能預(yù)應(yīng)力筋(如纖維塑料筋等)的也用將成為現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)今后發(fā)展的一個(gè)重要方向。
3。2按照現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論沒(méi)汁:如抗震設(shè)計(jì)埋論、延性設(shè)計(jì)理論等,通過(guò)合理確定結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力度和截面配筋指數(shù),大大改善了現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗震性能、正常使用性能等。
3。3先進(jìn)施工工藝的開(kāi)發(fā):近年來(lái)高噸位、大沖程千斤頂?shù)膽?yīng)用和多種錨固體系的開(kāi)發(fā)等,為現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的人規(guī)模推廣應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ),
3。4適用范圍廣:現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)適用大跨和超大跨度、重載以及使用性能高的結(jié)構(gòu),其應(yīng)用范圍已拓展到高層結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、路面等結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
4計(jì)算方法及簡(jiǎn)評(píng)
預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟是:1)估算預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力;2)確定預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量,并初步確定普通筋數(shù)量;3)計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失和預(yù)應(yīng)力效應(yīng);4)進(jìn)行正常使用和承載能力極限狀態(tài)的驗(yàn)算;5)修改配筋重復(fù)第3)、4)步優(yōu)化設(shè)計(jì)
大多數(shù)教科書提及設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的三種方法,即抗裂度法(名義抗應(yīng)力法)、預(yù)應(yīng)力度法、荷載平衡法。嚴(yán)格意義上說(shuō),上述三種方法僅僅是能夠完成第1)、2)兩個(gè)設(shè)計(jì)步驟,因此把這三種方法稱為估算預(yù)應(yīng)力筋的方法更為恰當(dāng)。無(wú)論哪種方法,在配筋確定后都要分析計(jì)算預(yù)應(yīng)力效應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行正常使用及承載能力狀態(tài)的驗(yàn)算。
[1]4。1抗裂度法(名義拉應(yīng)力法)
此法主要的誤差來(lái)源是預(yù)應(yīng)力損失值及次彎矩是估算的。規(guī)范對(duì)板系結(jié)構(gòu)抗裂度一直保持較高的要求,由于抗裂度確定的預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量比較多,它是板系結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量的控制要素,如果抗裂度滿足,而撓度不滿足,應(yīng)修改結(jié)構(gòu)尺寸,而一般不宜增加預(yù)應(yīng)力筋。筆者認(rèn)為,在目前規(guī)范的約束下,抗裂度法是設(shè)計(jì)板系結(jié)構(gòu)的最合適的方法。由于把裂縫寬度與名義拉應(yīng)力對(duì)應(yīng)起來(lái).設(shè)計(jì)梁也很實(shí)用,而且便于電算程序設(shè)計(jì)。
4。2以強(qiáng)度表示的預(yù)應(yīng)力度法
由于以強(qiáng)度表示的預(yù)應(yīng)力度與控制要素—抗裂度沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系,預(yù)應(yīng)力度法不適合
[4]板系結(jié)構(gòu)。若按89規(guī)范對(duì)梁結(jié)構(gòu)的抗裂度要求,預(yù)應(yīng)度法用于梁結(jié)構(gòu)也沒(méi)有太大意義,2002
[2]新規(guī)范放寬要求后用此法設(shè)計(jì)梁也很適宜。
[3]4。3荷載平衡法
荷載平衡法的提出,是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要?jiǎng)?chuàng)新,它有助于理清解決一些復(fù)雜問(wèn)題的思路,進(jìn)行較合理的概念設(shè)計(jì)。荷載平衡法企圖由凈荷載與預(yù)應(yīng)力軸向力直接求出截面應(yīng)力而避開(kāi)求解次彎矩,但是要保持較小的誤差至少應(yīng)滿足以下條件:1)預(yù)應(yīng)力等效荷載與外荷載形態(tài)基本相同;2)端部節(jié)點(diǎn)等效彎矩為零;3)跨與跨之間無(wú)彎矩傳遞;真正能滿足以上三個(gè)條件的實(shí)際工程微乎其微,平衡荷載也要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值,因此對(duì)于一般的梁板結(jié)構(gòu),在目前規(guī)范的約束下,筆者不認(rèn)為此法有太多的實(shí)用性。但有加腋的板,用平衡荷載衡量一下預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量有時(shí)是必要的,需要用預(yù)應(yīng)力筋“轉(zhuǎn)移”荷載時(shí),荷載平衡法是最簡(jiǎn)單有效的工具。荷載平衡法關(guān)注的是預(yù)應(yīng)力筋的曲線效應(yīng),而結(jié)構(gòu)的端部條件及線形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響可能會(huì)更大,不能忽視,如圖所示的簡(jiǎn)支梁,預(yù)應(yīng)力筋分別采用1、2、3三條不同的線形和端部條件,跨內(nèi)等效荷載比為0:1:2,而跨中截面的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)是相同的,跨中反拱比為6:5:4。個(gè)別參考書中在舉例說(shuō)明荷載平衡法時(shí),不考慮使用條件的做法無(wú)意中誤導(dǎo)了讀者,不可取。
參考文獻(xiàn)
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[2]林同炎著,路湛沁譯,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。北京:中國(guó)鐵道出版社,1983。
[3]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010—2002)北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002。
[4]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ10—89)北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,
1989。
篇三:高等鋼筋混凝土讀書報(bào)告
高等鋼筋混凝土這門課程,它所講述的就鋼筋與混凝土。通過(guò)對(duì)這課程的學(xué)習(xí)我了解到鋼筋和混凝土材料特點(diǎn),性能,變形和破壞機(jī)理以及為什么只有鋼筋和混凝土結(jié)合在一起使用才能發(fā)揮他們最佳作用。本門課程是在本學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上的一個(gè)提高。本人認(rèn)為這課程中與以前本科學(xué)習(xí)最大的不同在于其第四章多軸強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系,其他章節(jié)與本科教學(xué)基本相同,不同的只是在某些方面加以補(bǔ)充以及比本科教學(xué)有更詳細(xì)的論述。本人在此不再論述,將詳細(xì)論述多軸強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系,特別是本構(gòu)關(guān)系仍有很大的發(fā)展空間,值得去研究。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,承受單一的單軸壓和拉應(yīng)力狀態(tài)構(gòu)件極少,一般的構(gòu)件都是處于二維或三維應(yīng)力狀態(tài)。因此在設(shè)計(jì)這些構(gòu)件時(shí),如果我還是采用混凝土的單軸抗壓和抗拉強(qiáng)度的話,那么必然過(guò)低地給出二軸和三軸抗壓強(qiáng)度,浪費(fèi)材料,過(guò)高地估計(jì)多軸拉—壓應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度,埋下安全隱患,顯然都不合理。人們?cè)缭?0世紀(jì)初就開(kāi)始進(jìn)行多軸受壓應(yīng)力實(shí)驗(yàn),但由于結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用不急迫和實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平的限制,混凝土多軸性能的研究幾乎停帶。到了20世紀(jì)60年代,由于一些國(guó)家大力發(fā)展核電站,推動(dòng)了混凝土多軸性能的研究,特別是由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,以及有限元分析方法的漸趨成熟,為準(zhǔn)確地分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了強(qiáng)有力的理論和運(yùn)算手段,促使尋求和研究合理,準(zhǔn)確的混凝土破壞準(zhǔn)則和本構(gòu)關(guān)系。同時(shí),電子測(cè)量和控制技術(shù)的進(jìn)步,為建造復(fù)雜的混凝土實(shí)驗(yàn)設(shè)備和改進(jìn)測(cè)量技術(shù)提供了條件。到了70年代出現(xiàn)了研究高潮,很多國(guó)家的學(xué)者展開(kāi)了對(duì)混凝土多軸性能的大量的系統(tǒng)性的試驗(yàn)和理論研究,取得的成果以融入相關(guān)規(guī)范,70年代末我國(guó)學(xué)者在該領(lǐng)域也進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和研究,并取相應(yīng)的成果。關(guān)于多軸強(qiáng)度的特點(diǎn)及規(guī)律在課件中有詳細(xì)論述在此不在多提,下面就多軸應(yīng)力計(jì)算方法和本構(gòu)關(guān)系及未來(lái)展望談下本人看法。
多軸應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算方法
1。 1 應(yīng)力應(yīng)變分析
在闡述此應(yīng)力計(jì)算方法之前,先分析缺口構(gòu)件在缺口處的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),如圖1。當(dāng)構(gòu)件處于平面應(yīng)力時(shí), 其應(yīng)力應(yīng)變分量不為0的為22,11,22,33 。當(dāng)構(gòu)件處于平面應(yīng)變時(shí), 其應(yīng)力應(yīng)變分量不為0的有22,33,11,22。 一般情況下應(yīng)力應(yīng)變分量不為0的有22,23,32,33,11,22,23,32,33。由于2332,2332所以有7 個(gè)未知量。
缺口處應(yīng)力分量
1。2計(jì)算公式
1。2。1 Neuber 理論分析方法。
從上邊的應(yīng)力狀態(tài)分析中可以看出, 當(dāng)構(gòu)件處于平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)(平面應(yīng)變狀態(tài)類似) 有四個(gè)分量, 即一個(gè)應(yīng)力分量和三個(gè)應(yīng)變分量。為了得到這四個(gè)分量,需要四個(gè)方程。由Neuber 公式可以提供一個(gè)方程, 通過(guò)化簡(jiǎn)可以得到:
eeNN22222222(1)
式中 e ——完全彈性狀態(tài)相應(yīng)物理量的值
N ——用Neuber 法計(jì)算相應(yīng)物理量的值
Neuber 法
此式具有能量意義,從圖2 中可以看出,雖然缺口處于塑性狀態(tài),但總應(yīng)變能密度與缺口處于線彈性狀態(tài)時(shí)的總應(yīng)變能密度相等,即陰影面積與B 點(diǎn)和兩坐標(biāo)軸圍成的矩形面積相等。另外三個(gè)方程可根據(jù)本構(gòu)關(guān)系給出。當(dāng)構(gòu)件處于多軸應(yīng)力狀態(tài)時(shí), 由上邊的分析并考慮到2332,2332 可知,有三個(gè)應(yīng)力分量和四個(gè)應(yīng)變分量共七個(gè)未知參量。本構(gòu)方程只能提供四個(gè)方程,因此還需要三個(gè)額外的方程才能得出這七個(gè)未知參量。在多軸狀態(tài)時(shí), 把在單軸狀態(tài)下的Neuber 公式(1) 推廣到多軸應(yīng)力狀態(tài)。式(1) 推廣到多軸狀態(tài)下的張量形式如下:eeijijijNijN(2)。i,j1,2,3累加。
由于在實(shí)際解決問(wèn)題時(shí), 用主應(yīng)力應(yīng)變表示比較方便, 此時(shí)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)用五個(gè)未知量即2,3,1,2,3 表示。這樣只需要五個(gè)方程就可以解出未知的參量。用主應(yīng)力可以把等式(2) 寫成如下形式:eeeeeeNNNNNN111122223333111122223333(3)p根據(jù)本構(gòu)關(guān)系, 并假設(shè)eqf(eq), 這里f(eq)是單軸拉壓情況下本構(gòu)關(guān)系中的等效塑性應(yīng)變表達(dá)函數(shù),p 代表塑性狀態(tài)相應(yīng)物理量的值。則本構(gòu)方程可以寫成如下三個(gè)方程:
Nf(eq)NvNNN1(23)(23N)(4)E2eq
Nf(eq)1NN(22N3N) (2v3)E2eqN2
Nf(eq)1NN(3v2)(23N2N)E2eqN3
N其中,eq(5)(6)
v——泊松比
這樣為解上述問(wèn)題還缺一個(gè)條件。諸多試驗(yàn)表明,在比例加載情況下, 缺口處最大主應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)變能密度與總應(yīng)變能密度之比與假設(shè)缺口處處于完全線彈性情況時(shí)最大主應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)變能密度與總應(yīng)變能密度之比相等,即ee222N2N (7) NNeeeeNN22332233通過(guò)以上各式,應(yīng)力應(yīng)變即可求出。
1。2。2 等效應(yīng)變能密度法理論
等效應(yīng)變能密度法
此方法最初是在缺口件處于平面應(yīng)力狀態(tài)下提出的。其形式如下:
e220EE (8) d22d220e22e22E22式中上標(biāo)E 為等效應(yīng)變能密度法計(jì)算相應(yīng)物理量的值。從圖3 中可以看出,雖然缺口處在塑性狀態(tài),但其應(yīng)變能密度與缺口處在彈性狀態(tài)下的應(yīng)變能密度相等,即陰影面積與直線OB 和橫軸組成的三角形面積相等, 這種方法稱為等效應(yīng)變能密度法(equivalentstrainenergy density method ,簡(jiǎn)記為ESED 法) 。其他方程的分析方法與上述相同。在平面應(yīng)力狀態(tài),本構(gòu)方程和公式(8) 聯(lián)立即可解決, 此時(shí)公式(8)的具體形式如下。等效應(yīng)變能密度公式:
1eeEE222222d22(9) 2多軸加載的一般情況下, 等效應(yīng)變能密度公式的具體形式如下。等效應(yīng)變能pEeq1ee112vEeeE2EEpE(1v)(eq)23eqdeq密度公式:(2233)022E6E(10)pEEeqf(eq)
Eeqeq——等效的對(duì)應(yīng)項(xiàng)的值
p ——塑性對(duì)應(yīng)項(xiàng)的值
1。2。3多軸修正Neuber 法模型的建立
通過(guò)圖2 和圖3 可以看出, 在彈性范圍內(nèi)Neuber法和等效應(yīng)變能密度法所計(jì)算的應(yīng)力和應(yīng)變是相等的,但是進(jìn)入塑性狀態(tài)以后, 二者卻是有差異的。因此在計(jì)算應(yīng)力應(yīng)變的公式中, 應(yīng)該有體現(xiàn)屈服強(qiáng)度的參量σys 。一般情況下Neuber 法過(guò)高地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變,給出應(yīng)力應(yīng)變估算結(jié)果的上限; 而ESED 法過(guò)低地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變, 給出應(yīng)力應(yīng)變估算結(jié)果的下限。通過(guò)對(duì)Neuber 法和等效應(yīng)變能密度法仔細(xì)分析,并且考慮應(yīng)力應(yīng)變曲線關(guān)系的幾何表示,可以發(fā)現(xiàn)二者的區(qū)別主要表現(xiàn)為Neuber 法比等效應(yīng)變能密度法所計(jì)算的面積要大一些,并設(shè)此面積差為S 。為了使計(jì)算結(jié)果更符合工程實(shí)際,并使其位于這兩種計(jì)算方法所得的結(jié)果
多軸應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算的修正Neuber 法原理圖之間,從Neuber 法所代表的面積中減去它比等效應(yīng)變能密度法所大的面積S 的一半, 表現(xiàn)在本文提出的公式(11) 中,即取系數(shù)k1 為0。5 。通過(guò)對(duì)圖4 進(jìn)行分析,本文提出新的計(jì)算方法, 在主應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下其表達(dá)式為:
21ysee1k1223e3e2J2J3J3J (11) 122e2eJ 為新方法計(jì)算對(duì)應(yīng)物理量的值。式中的k1=0。5 ,并且要求ys2。如果ee,此時(shí)認(rèn)為ys2,公式(11) 變成Neuber 公式(3) 。 ys2
2 結(jié)論
1) 通常Neuber 法過(guò)高地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變,而等效應(yīng)變能密度法(ESED) 過(guò)低地估計(jì)應(yīng)力應(yīng)變。
2) 本文考慮了Neuber 法和等效應(yīng)變能密度法的異同, 并且提出一個(gè)修正的Neuber 公式, 此公式在彈性狀態(tài)時(shí)與Neuber 公式完全相同。而從結(jié)果圖中及理論分析可知,在彈性狀態(tài)下,這三種方法實(shí)際相同。
3) 所得結(jié)果與Neuber 法和等效應(yīng)變能密度法的結(jié)果比較(見(jiàn)圖6 、圖7) 表明,本方法能較精確地估算多軸加載下缺口根部的應(yīng)力應(yīng)變, 且便于工程實(shí)際應(yīng)用。
4) 通過(guò)上文中所述,當(dāng)用主應(yīng)力去代替應(yīng)力偏量時(shí),會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。文獻(xiàn)[ 1 ] 經(jīng)過(guò)研究指出,當(dāng)在比例加載的情況下,這種誤差不大。
本構(gòu)模型的學(xué)習(xí)體會(huì)
隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高和生產(chǎn)力的發(fā)展,混凝土的應(yīng)用模式、應(yīng)用環(huán)境已由單純房屋建筑等簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)漸擴(kuò)大到像海洋石油鉆井平臺(tái)、高拱壩以及核電站預(yù)應(yīng)力混凝土保護(hù)層等復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。混凝土是以水泥為膠凝材料的多組分多相非勻質(zhì)的復(fù)合材料,對(duì)混凝土強(qiáng)度的形成、破損的過(guò)程與機(jī)理以及如何設(shè)計(jì)和計(jì)算強(qiáng)度,都是非常復(fù)雜的問(wèn)題。因此,獲得工程中使用方便的混凝土本構(gòu)模型有重要意義。
1 基于經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)上的本構(gòu)模型
1。1 線彈性本構(gòu)模型
線彈性本構(gòu)模型是迄今發(fā)展最成熟的材料本構(gòu)模型,這種模型能較好地描述混凝土受拉和低應(yīng)力受壓時(shí)性能,也適于描述混凝土其它受力情況下的初始階段,基于這類模型運(yùn)用到有限元分析中已有很多成功的例子。由于混凝土的變形特征具有非線性,尤其是在受壓狀態(tài)下。因此只能在一些特定的條件下使用線彈性本構(gòu)模型的,如:混凝土的應(yīng)力發(fā)展水平很低,內(nèi)部微裂縫和塑性變形還未發(fā)展到明顯的階段;預(yù)應(yīng)力或受約束結(jié)構(gòu)在開(kāi)裂以前;對(duì)形體復(fù)雜結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算或初步分析。
1。2 彈性非線性本構(gòu)模型
彈性非線性本構(gòu)模型突出了混凝土非線性變化的特點(diǎn)。彈性非線性模型假設(shè)混凝土的彈性非線性可以通過(guò)不斷變化的切線模量(增量理論)或割線模量(全量理論)來(lái)描述。它具有精度好,數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單,算法穩(wěn)定等特點(diǎn),在計(jì)算一次性單調(diào)加載時(shí)會(huì)得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。但是由于理論的局限性和已獲得的混凝土應(yīng)力— 應(yīng)變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù)范圍較小,非線性彈性模型難以覆蓋各種應(yīng)力狀態(tài)下的受力變形過(guò)程。由于它以材料的彈性為基礎(chǔ),不能反映混凝土加載和卸載的區(qū)別、存在滯回環(huán)、卸載后存在殘余變形等;不能應(yīng)用于卸載、加載循環(huán)和非比例加載等復(fù)雜的受力過(guò)程。
1。3 塑性本構(gòu)模型
塑性力學(xué)的基本概念是從一種理想化的拉伸曲線中起源并引伸出來(lái),并把單軸的試驗(yàn)結(jié)果推廣至三維空間。一般說(shuō)來(lái),該理論由三部分組成:初始屈服面、強(qiáng)化準(zhǔn)則和流動(dòng)規(guī)則,它們與屈服面密不可分。1950 年Ducker 提出其著名公設(shè)以后,人們才從理性高度上搞清了塑性流動(dòng)規(guī)律和加載函數(shù)的關(guān)系,并明確了屈服面形狀所必須滿足的外凸性,從而把分散的規(guī)則用統(tǒng)一的觀點(diǎn)聯(lián)系起來(lái),建立了統(tǒng)一的理論框架,從數(shù)學(xué)上形成了比較嚴(yán)格的理論體系,由于基本假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證困難,對(duì)于混凝土這種多相材料來(lái)說(shuō),難以確定明顯的屈服點(diǎn)(面)。在描述軟化現(xiàn)象時(shí),還需要改用Yushin公設(shè),因?yàn)镈ucker 公設(shè)只能描述穩(wěn)定材料的性能。因此,用塑性力學(xué)方法來(lái)描述混凝土的性能,還有待深入研究,繼續(xù)改進(jìn)。目前所提出的一些混凝土非經(jīng)典塑性模型,其基本觀點(diǎn)是將材料非彈性變形分解為塑性滑移變形和混凝土內(nèi)部裂紋擴(kuò)展所引起的變形。塑性滑移部分按經(jīng)典塑性理論通過(guò)加載面在主應(yīng)力空間解決,微裂紋變形則通過(guò)建立在應(yīng)變空間上的勢(shì)函數(shù)來(lái)處理。該模型由于同時(shí)定義了兩種加載面,從而造成了數(shù)值計(jì)算的困難。同時(shí),對(duì)于任何一條實(shí)測(cè)混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線,無(wú)法知道其非彈性變形中塑性滑移和微裂紋擴(kuò)展各項(xiàng)的比例,因此模型所依賴的這兩種加載面也就很難通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定,可靠性難以保證。
2 基于新興力學(xué)理論的本構(gòu)模型
2。1 基于斷裂力學(xué)的混凝土模型
斷裂力學(xué)起源于金屬材料的斷裂,最早將斷裂力學(xué)用于混凝土研究的是Kaplain 。隨后的工作幾乎都是在混凝土為線彈性的假定下,運(yùn)用斷裂力學(xué)對(duì)混凝土斷裂參量的研究。但是由于沒(méi)有弄清混凝土斷裂破壞的特殊性質(zhì),所以導(dǎo)致了很多相互矛盾的結(jié)果。不同研究所獲得的混凝土斷裂韌度的測(cè)定值,其離散性之大已經(jīng)引起很多學(xué)者產(chǎn)生線彈性斷裂力學(xué)能否應(yīng)用于混凝土材料的懷疑。例如,Glucklich 證明,臨界應(yīng)變能釋放率要比混凝土的表面能的2 倍大得多。其他越來(lái)越多的試驗(yàn)結(jié)果也表明,泥凝土的KIC 值隨著試件尺寸的變化而變化,并與裂紋長(zhǎng)度和相對(duì)缺口深度有關(guān)。不僅如此,KIC 還隨骨料體積、形狀、水灰比和齡期的不同而不同。后者由于材料性質(zhì)的變化而引起KIC 的變化。單就尺寸變化引起的KIC 的不同結(jié)果,就值得懷疑線彈性斷裂力學(xué)對(duì)混凝土的適用性。然而,隨著近年來(lái)對(duì)大尺寸混凝土試件(h> 2m)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,以往對(duì)混凝土斷裂參量的測(cè)定,實(shí)際上并不真正代表混凝土的斷裂韌度,而僅僅是名義值。由于混凝土復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu),只有在試件尺寸大到一定程度后,才能夠測(cè)定出不隨尺寸而變化的穩(wěn)定
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