混凝土結構原理強度理論的一般原理

1、第3章多軸混凝土強度理論3.1強度理論的一般原理混凝土破壞機理基本破壞形態(tài)混凝土的基本破壞形態(tài)與裂縫特征基本破壞形態(tài)拉斷破壞劈裂破壞破壞機理主拉應力控制主壓應力控制應力狀態(tài)b一 0.5b3b 0.5 b3裂縫形態(tài)基本特征橫向拉斷縱向壓劈方向垂直于主拉應力平行于主壓應力，后期出現(xiàn)斜裂縫數(shù)量一般只有一條多條平行裂縫，間距小裂縫形狀不規(guī)則中間寬，兩端窄發(fā)展過程很快，突然開展、延伸較緩慢，逐漸增多、延伸、變寬裂縫面界面清晰、整齊裂縫面有分叉、碎片，無定形兩旁混凝土堅實、穩(wěn)定疏松、易剝落破壞區(qū)長度限于一截面與截面尺寸同一數(shù)量級(2)典型破壞形態(tài)混凝土典型破壞形態(tài)與機理破壞形態(tài)主導應力破壞機理及特征拉斷破

2、壞拉斷b11.過大的拉應變導致混凝土被拉斷是出現(xiàn) 拉斷破壞的原因；.當b 0 0b 0軸T/Tb 0b 0T/Cb1b3 0.5b 1b3 0.5C/Cb 0.2b3軸T/T/Tb 0b 0b 0T/T/Cb1b3bb30.10.1b 1b3b02b30.10.1T/C/Cb 1b3 0.05b 1b3bb30.050.2b 1b3b2b3 0.2C/C/Cb t 0.1 b3b一 0.1 b3b 0.15b3b=0.15 0.20b3bi 0.2b3b 0.2b3混凝土強度理論的一般概念（1）強度理論、強度準則、屈服準則、屈服面、破壞面屈服與破壞：屈服是指材料在該應力狀態(tài)下出現(xiàn)很大的變形，破

3、壞是指 材料在該應力狀態(tài)下出現(xiàn)強度破壞。強度理論：描述材料在組合應力下的破壞特征、破壞性質及組合破壞強 度的理論。強度準則：描述材料在組合應力作用的組合破壞強度規(guī)律。屈服準則：描述材料在組合應力作用的組合屈服強度規(guī)律。 屈服面：三維應力坐標空間中混凝土屈服的應力組合曲面。破壞面：三維應力坐標空間中混凝土破壞的應力組合曲面。（2）屈服面幾何特征曲面連續(xù)（一階）、光滑（二階連續(xù)）；對靜水壓力軸三折對稱；在靜水壓力軸的拉端封閉，頂點為三軸等拉應力狀態(tài)；壓端開口，不與靜 水壓力軸相交；子午線上各點的偏應力或八面體剪應力值，隨靜水壓力或八面體正應力的 代數(shù)值的減小而單調(diào)增大，但斜率漸減，有極限值；偏平面

4、上的封閉曲線三折對稱，其形狀隨靜水壓力或八面體正應力值的減小，由近似三角形（rjrc牝0.5 ）逐漸外凸飽滿，過渡為一圓（rjj 1.0 ）。（3）屈服面描述方式主應力b , b , b 八面體應力b +b +b 氣-T 一32ToctToctcos 0 = 2bi-b 2-b 33板2toct應力不變量及應力偏量不變量I =b +b +bj 3(b -b )2 + (b-b * + (b-b22 oct6 靜水應力（柱坐標）3b二=b 1 +b2 + b3，oc v3r fr f= 2 oct2-ccos 0 =2c - c cos 0 =3際oct平均應力c =c = 1 I =X = C

5、 1 +C 2 +C 3 m oct 3 1 v 33_ |3_ |1 _ .2J _ iG c 1+ G c ) + G c )m _ T 5 oct t 5 r =、 M 22 15 33cos 0 = 2c 1c 2c 335oct幾個與屈服面相關的概念靜水壓力軸：與三個主應力坐標軸夾角(位移)相等的直線應力特征：c 1 =c 2=c 3，靜水壓力等傾面，兀平面，偏平面：與三個主應力坐標軸夾角相等的平面 幾何特征：與靜水壓力軸垂直，柱坐標系的屈服線子午線：過靜水壓力軸的平面與屈服面的交線拉子午線：c 1 c 2=c 3 (靜水壓力下增加第一主應力) 壓子午線：c 1=c2 c3 (靜水壓

6、力下降低第三主應力)混凝土屈服準則的分類(1)按建立方法分類基于古典強度理論的修正基于實驗統(tǒng)計的強度理論基于屈服面形狀特征的數(shù)學推導（2）按建立時間分類古典強度理論序號強度理論建議人原表達式1第一強度理論最大拉應力理論Rankine(1876) 1 - f2第二強度理論最大拉應變理論Marriotto(1682)b -vG +b ) 1京E f3第三強度理論最大剪應力理論Tresca(1864)Z1 f224第四強度理論最大變形能理論VOn Mises(1913)v邕 膈 V 3 *1k = r f3 y5最大剪應力和正 應力Mohr-Coulomb(1900)t c-b tan。6Druck

7、er-PragerDrucker-Prager(1952)現(xiàn)代強度理論 混凝土、巖土（3）按未知參數(shù)分類參數(shù)數(shù)量混凝土巖土1Rankine(1876)Tresca(1864)Von Mises(1913)單剪應力理論（Tresca） 廣義單剪應力理論（廣義Tresca） 單剪切角理論（Mohr-Coulomb）2Mohr-Coulomb(1900)Drucker-Prager(1952)雙剪應力理論（俞茂宏） 廣義雙剪應力理論（俞茂宏） 雙剪切角理論3Bresler-Pister(1958)Willam-Warnke(3)(1975)二剪切力理論（Mises） 廣義二剪切力理論（Drucker_Prager） 二剪切角理論（松岡元一中井照夫）4Ottosen(1977)Hsieh-Ting-Chen(1979)5Willam-Warnke(5)(197