應變率效應對鋼筋混凝土構(gòu)件力學特性的影響.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中不可避免的要遭受地震、爆炸、沖擊等動態(tài)荷載的作用，由于在動態(tài)情況下鋼筋和混凝土材料的力學性能和本構(gòu)關系較靜態(tài)情況下有明顯的差異，因此在動荷載作用下鋼筋混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出某些不同于靜態(tài)情況下的反應。 由于混凝土是率敏感性材料，在地震荷載和爆炸荷載作用下混凝土材料是在高應變率下工作的，而混凝土規(guī)范給出的混凝土應力，應變關系表達式?jīng)]有考慮應變率的影響，如果用規(guī)范給出的應力，應變表達式來分析混凝土結(jié)構(gòu)，就不

2、能體現(xiàn)快速加載情況下混凝土材料的應變率效應。因此本文根據(jù)混凝土單軸動力特性的試驗成果，對規(guī)范給出的混凝土應力，應變關系表達式進行了修正，引入了應變率的影響，并利用修正的表達式進行了以下三部分內(nèi)容的研究分析： (1)結(jié)合連續(xù)損傷力學的理論，并且以混凝土切線模量的退化來表征損傷變量，推導出不同應變率下混凝土單軸拉、壓損傷演化規(guī)律。通過推導出的演化規(guī)律可以看出：混凝土的損傷隨著應變比的增大而增大，并且在同一個應變比下，損傷值隨著應變率

3、的增加而減小。 (2)結(jié)合構(gòu)件的截面分析模型-分層纖維模型，對鋼筋混凝土梁在不同應變率下的開裂彎矩、開裂曲率、極限彎矩和極限曲率進行了數(shù)值分析，同時也分析了這些指標隨截面配筋率的變化趨勢，分析過程中考慮兩種情況：①只考慮混凝土的動態(tài)特性：②既考慮混凝土的動態(tài)特性，同時也考慮鋼筋的動態(tài)特性。分析結(jié)果表明對于適筋梁，混凝土的動態(tài)特性對梁的開裂彎矩、開裂曲率、極限彎矩和極限曲率影響很小，但是鋼筋的動態(tài)特性對其影響較大。而對于超筋梁，混

4、凝土的動態(tài)特性和鋼筋的動態(tài)特性對梁的開裂彎矩、開裂曲率、極限彎矩和極限曲率都有顯著影響。 (3)對大、小偏心混凝土柱按上述截面分析模型和上述兩種分析情況進行了數(shù)值分析，計算了鋼筋混凝土柱的軸力-彎矩包絡線、彎矩-曲率曲線，同時分析了鋼筋混凝土柱的極限彎矩、極限曲率、極限軸力和極限狀態(tài)下鋼筋(混凝土)承擔的彎矩占極限總彎矩的百分比隨偏心距的變化趨勢。分析結(jié)果表明混凝土的動態(tài)特性對于大偏心柱的承載力影響很小，但對于小偏心柱的極限承載