混凝土結構非線性分析

1、姓名：季敏名：季敏學號：號：2013022008手機號：手機號：18254235595第2章混凝土強度準則混凝土強度準則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雜應力狀態(tài)下的破壞比較復雜，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志。判斷混凝土材料是否已達破壞的準則，稱為混凝土的破壞準則。從塑性理論的觀點來看，混凝土的破壞準則（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、各向同性的連續(xù)介質，如何可用連續(xù)介質力學分析。如果以主應力來表示，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）為主應力坐標系中混凝土破壞曲面的示意圖。三個軸坐標軸分別代表主應力，，，取拉應力為正

4、，正應力為負?？臻g中與各坐?1?2?3標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力狀態(tài)滿足==，且任意點至坐標原點的距離均為?1?2?3（或）。靜水壓力軸通過坐標原點，且與各坐標軸的夾角相?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線構成一組封閉曲線，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原點的扁平面稱為平?r62cos321?????式中，為偏平面上的偏應力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力和剪應力（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

7、力值（r或八面體剪應力）隨靜水壓力（代數）值（或八面?oct?體正應力）的減小而單調增大，但斜率漸減，有極限值；（5）偏平面上的?oct封閉包絡線形狀，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，而在混凝土結構的強度分析中得到了一些應用。本節(jié)簡要介紹其中的三種。2.2.1最大拉應力強度準則（最大拉應力強度準則（Maximu