混凝土原理与设计主要因素的影响PPT课件.ppt

第2章主要因素的影响 混凝土的基本力学性能是 采用标准试件 按照标准试验方法 在理想应力状态下进行的一次短期加载试验测定 工程混凝土影响因素众多 主要有 荷载的重复加卸载作用 构件截面的非均匀受力 非28天龄期加载 荷载的长期持续作用等 以上因素都对混凝土的力学性能有不同程度的影响 需要研究其变化规律 方便正确处理工程实际问题 2 1荷载重复加卸载作用的影响 2 1 1包络线 沿着重复荷载下混凝土应力 应变曲线的外轮廓描绘所得的光滑曲线称为包络线 EV 各种重复荷载 b f 下的包络线都与单调加载的全曲线 a 十分接近 2 1 2卸载与再加载曲线 每次卸载至零后 混凝土有残余应变 res它随卸载应变 u 而增大 多次重复加卸载 残余应变又有所加大 从应力为零的任一应变值 res 0 开始再加载 直至与包络线相切 重合 rel rel 为再加载曲线 主要取决于混凝土的强度等级 与加载历史无关 共同点轨迹与包线相似 偏下约0 9 2 1 3共同点轨迹线 CM 在重复荷载试验中 从包络线上任一点卸载后再加载 其交点称共同点 2 1 4稳定点轨迹线 ST 即混凝土低周疲劳的极限包线 稳定点轨迹也与包线相似 偏下约0 75 2 2应变梯度对混凝土受压性能的影响2 2 1试验方法 1 等偏心距试验 e0 const 2 全截面受压 一侧应变为零 2 o 3 等应变梯度加载 1 2 const 2 2 2主要试验结果 1 极限承载力 Np 和相应的最大应变 1p 弹性计算的承载力Ne远低于试验值 表明混凝土塑性变形产生的截面非线性应力分布 有利于承载力的提高 在极限荷载下 1p 3 0 3 5 10 3 此应变值显著大于混凝土轴心受压的峰值应变 p 2 破坏形态 1 偏心距较小 e0 0 15h 的试件当荷载达 0 9 1 0 Np时 首先在最大受压区出现纵向裂缝 继而形成一个三角形裂缝区 另一侧若是受拉 将出现横向受拉裂缝 最后的破坏形态如图 2 偏心距较大 eo 0 2h 的试件 一开始加载 截面上就有拉应力区 最终受压区才显三角形受压破坏区 纵向长度约为横向宽度的2倍 3 截面应变 截面平均应变都符合平截面变形的条件 4 中和轴位置的变化 中和轴较弹性理论 向荷载一侧慢慢地漂移 压区面积减小 至极限荷载Np时 中和轴移动的距离可达 0 25 0 4 h 2 2 3应力 应变关系 应力 应变全曲线的形状与试件偏心距或应变梯度无关 即偏心受压和轴心受压可采用相同的曲线方程 但是 文献对偏心受压情况下的混凝土抗压强度 fc e 和相应峰值应变 p e 给出了不全相同的数值 由于这些结果来自不同的试验和计算方法 试件混凝土材料等 可以认为他们的主要结论基本一致 根据上述试验结果和分析 过镇海建议采用混凝土偏心抗压强度 fc e 和相应峰值应变 p e 随偏心距 e0 而变化的简化计算式 理论曲线和试验结果的比较如图 按上式计算 轴心受压构件 e0 0 得1 受弯构件 e0 得1 2 2 3应变梯度对混凝土受拉性能的影响 混凝土偏心受拉性能的已有试验研究较少 且所得结论不全一致 与受压相似 塑性变形产生的非线性应力分布 有利于提高承载力 只是幅度较小 弹性