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高強混凝土梁在受彎曲作用下殘餘應變和彈性應變比值的實驗研究 在混凝土結構的力學中,人們區分殘餘應變和彈性應變,循環荷載主

作者:振華叙說

高強混凝土梁在受彎曲作用下殘餘應變和彈性應變比值的實驗研究

在混凝土結構的力學中,人們區分殘餘應變和彈性應變,循環荷載主要引起彈性應變的變化,而總應變由殘餘應變和彈性應變的總和決定。

對應力和應變(σ−ε)之間關系的研究是基礎,旨在精确檢查材料對作用載荷的響應,在混凝土結構的情況下,對關系σ−ε的詳細評估能夠預測結構的行為與其應力狀态的依賴性,在大多數情況下,實驗測試是用靜态遞增的作用力值進行的,從零到破壞樣品的值。

如果隻尋求表征材料的最重要的數量,這通常就足夠了,但如果考慮到實際工程結構在以不同方式變化的載荷下工作,并且加載-解除安裝可以循環重複多次,對σ−ε關系的研究也應該通過上述因素進行擴充。

随着研究方法和本構模型的改進,人們廣泛了解的混凝土技術在建築施工中也取得了明顯的進展,是以,高強度混凝土變得越來越普遍;根據目前應用的标準,該名稱表示具有超過50 MPa的特征抗壓強度的材料,這種強度的範圍很廣,約為100 MPa。

具有如此高強度參數的混凝土為工程結構的設計提供了巨大的可能性,有關開發描述高強度混凝土的适當本構模型的研究工作可以在文獻中找到,Aslani和Nejadi提出了承受單調和循環荷載的高強度混凝土的本構模型。

該模型考慮了非常高且“正常”強度的橫向加強,它與在地震活躍地區的應用有關,從建築耐久性和安全性的角度來看,水準荷載非常重要,正如作者所宣布的那樣,檢查了模型與實驗結果的良好一緻性。

Rashid等介紹了普通混凝土在各種抗壓強度下的重要工程特性,特别是混凝土強度對混凝土彈性模量、抗拉強度和泊松比的影響,研究了預測混凝土彈性模量和抗拉強度的一些已知關系的充分性,并提出了合适的表達式以涵蓋高達120 MPa的混凝土強度。

在所有情況下,應力-應變關系并不是實驗研究的基本主題,對結構中元件應變進行可信預測的可能性允許它們适應其目的産生的美學和可用性要求,先進的有限元方法滿足了這樣的期望,根據荷載的值以及它适用于施工和作用于施工的方式,尋找評估結構總應變的替代方法是值得的。

下面介紹的研究結果與先前工作中的主題一緻,該分析基于目前的Borcz模型,該模型模拟了混凝土的線性彈塑性行為,實驗是為了檢驗高強度混凝土梁多次加解除安裝循環中殘餘應變的份額。

這些研究旨在驗證基于對描述彈性和永久變形的系數值的實驗确定的模型,這些值已經部分計算出普通混凝土,而高強度混凝土的系數是通過實驗确定的。

通過驗證高強度混凝土中殘餘應變和彈性應變的份額,設計人員可以根據使用模拟混凝土線彈性模型的程式進行的計算來預測實際應力和應變,而這種計算模型允許考慮在持久載荷下發生的流變變形。

由于對應用混凝土在各種環境條件下設計結構以及使用先進的計算機程式進行分析的興趣日益濃厚,是以此類模型的開發仍在進行中,最初混凝土模型僅限于描述單軸和單調壓縮和解除安裝過程中混凝土的實體特征。

近年來,出現了上述混凝土模型,這些模型應用于進階程式,可以分析材料屈服區循環壓縮和拉伸載荷的應變和應力,預計會開發一個描述混凝土複雜結構的模型,該模型顯示了臨界前和臨界後狀态下的循環關系σ−ε。

顯然,有限元系統中混凝土的完美模型應考慮裂縫形成前後混凝土的實體特征,這需要收集大量的實驗資料,是以需要開發更簡單的混凝土模型,通過使用更基本的參數來描述其特征。

結論:

結論表明,εres/εE比值的研究可以快速預測鋼筋混凝土構件的預期應變,必須強調具體階層的潛在重要性,對于高強度混凝土,裂紋形成後殘餘應變的影響減小了,與較低等級的混凝土相反,其中εres/εE的比值幾乎恒定,對這些關系的實驗研究可以被認為是快速确定預期應變的一種有價值的方法,在更複雜的鋼筋混凝土結構的情況下也是如此。

參考文獻:

Aslani F,Nejadi S《超高強度和法向強度橫向鋼筋限制的高強度混凝土循環本構模型》

 Castaldo P, Gino D《鋼筋混凝土結構二維非線性有限元分析中阻力模型不确定性的部分安全因子》

Kazemi M,Yousefieh N《 GFRP 和 CFRP 鋼筋在套筒中灌漿加強混凝土梁的非線性行為》

高強混凝土梁在受彎曲作用下殘餘應變和彈性應變比值的實驗研究 在混凝土結構的力學中,人們區分殘餘應變和彈性應變,循環荷載主
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