混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析

1、姓名：季敏名：季敏學(xué)號：號：2013022008手機號：手機號：18254235595第2章混凝土強度準(zhǔn)則混凝土強度準(zhǔn)則2.1混凝土破壞曲面的特點及表述混凝土破壞曲面的特點及表述2.1.1混凝土的破壞類型及其特點混凝土的破壞類型及其特點混凝土在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的破壞比較復(fù)雜，如果從混凝土受力破壞機理來看，有兩種最基本的破壞狀態(tài)，即受拉型和受壓型。受拉型破壞以直接產(chǎn)生橫向拉斷裂縫為特征，混凝土在裂縫的法向喪失強度而破壞。受壓型破壞以混凝土中

2、產(chǎn)生縱向劈裂裂縫、幾乎在有方向都喪失強度而破壞。無論何種破壞，均是以混凝土單元達到極限承載力為標(biāo)志。判斷混凝土材料是否已達破壞的準(zhǔn)則，稱為混凝土的破壞準(zhǔn)則。從塑性理論的觀點來看，混凝土的破壞準(zhǔn)則（failurecriteriaofconcrete）就是混凝土的屈服條件或強度理論。由于混凝土材料的特殊、復(fù)雜而多變，至今還沒有一個完整的混凝土強度理論，可以概括、分析和論證混凝土在各種條件的真實強度。因此，必須考慮用較簡單的準(zhǔn)則去反映問題的主

3、要方面。目前仍把混凝土近似看成均質(zhì)、各向同性的連續(xù)介質(zhì)，如何可用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)分析。如果以主應(yīng)力來表示，混凝土的破壞曲面可以用式（1.2.13）表示。由于混凝土的受拉強度相差頗大，其破壞與靜水壓力關(guān)系很大，所以其破壞曲面是以==為軸線為錐面，?1?2?3如圖2.1.1（a）2.1.2混凝土破壞曲面的特點及其表述混凝土破壞曲面的特點及其表述圖2.1.2（a）為主應(yīng)力坐標(biāo)系中混凝土破壞曲面的示意圖。三個軸坐標(biāo)軸分別代表主應(yīng)力，，，取拉應(yīng)力為正

4、，正應(yīng)力為負?？臻g中與各坐?1?2?3標(biāo)軸保持等距離的各點連線，稱為靜水壓力軸（hydrostaticaxis）。靜水壓力軸上任意點的應(yīng)力狀態(tài)滿足==，且任意點至坐標(biāo)原點的距離均為?1?2?3（或）。靜水壓力軸通過坐標(biāo)原點，且與各坐標(biāo)軸的夾角相?13??3233，等，均為。）（31cos1??混凝土破壞曲面的三維立體圖不易繪制，更不便于分析和應(yīng)用，所以通常用扁平面或拉壓子午面上的平面圖形來表示[圖2.1.1（b），（c）]。與靜水壓力軸

5、垂直的平面稱為扁平面（deviaticplanes）。三個主應(yīng)力軸在扁平面上的投影各成角，不同靜水壓力下的扁平面包絡(luò)線構(gòu)成一組封閉曲線，形狀呈有規(guī)120?律的變化[圖2.1.1（b）]。與靜水壓力軸垂直且通過坐標(biāo)原點的扁平面稱為平?r62cos321?????式中，為偏平面上的偏應(yīng)力r與軸在偏平面上的投影之間的夾角，稱為相??1似角；，分別表示八面體正應(yīng)力和剪應(yīng)力（octahedralstresses），分別?oct?oct見式（1.1

6、.31）和式（1.1.32）.由上式可見，子午面上的拉、壓子午線也可用八面體應(yīng)力表述。分別將式（1.1.10）和式（1.1.20）與式（2.1.1）中的第1、2式比較，可得下列換算關(guān)系31I??（2.1.2）J22r?由圖2.1.1可見，混凝土破壞曲面的形態(tài)具有以下特點：（1）曲面連續(xù)、光滑、外凸；（2）對靜水壓力軸三軸對稱；（3）曲面在靜水壓力軸的拉端封閉，頂點為三軸等拉應(yīng)力狀態(tài)；曲面在壓端開口，與靜水壓力軸不相交；（4）子午線的偏應(yīng)

7、力值（r或八面體剪應(yīng)力）隨靜水壓力（代數(shù)）值（或八面?oct?體正應(yīng)力）的減小而單調(diào)增大，但斜率漸減，有極限值；（5）偏平面上的?oct封閉包絡(luò)線形狀，隨靜水壓力值的減小，由近似三角形漸變?yōu)橥馔?、飽滿、過度為一圓。2.2古典強度理論古典強度理論古典強度理論因其力學(xué)概念清楚，計算公式簡明，破壞曲面的幾何形狀簡單，而在混凝土結(jié)構(gòu)的強度分析中得到了一些應(yīng)用。本節(jié)簡要介紹其中的三種。2.2.1最大拉應(yīng)力強度準(zhǔn)則（最大拉應(yīng)力強度準(zhǔn)則（Maximu