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高强混凝土梁在受弯曲作用下残余应变和弹性应变比值的实验研究 在混凝土结构的力学中,人们区分残余应变和弹性应变,循环荷载主

作者:振华叙说

高强混凝土梁在受弯曲作用下残余应变和弹性应变比值的实验研究

在混凝土结构的力学中,人们区分残余应变和弹性应变,循环荷载主要引起弹性应变的变化,而总应变由残余应变和弹性应变的总和决定。

对应力和应变(σ−ε)之间关系的研究是基础,旨在精确检查材料对作用载荷的响应,在混凝土结构的情况下,对关系σ−ε的详细评估能够预测结构的行为与其应力状态的依赖性,在大多数情况下,实验测试是用静态递增的作用力值进行的,从零到破坏样品的值。

如果只寻求表征材料的最重要的数量,这通常就足够了,但如果考虑到实际工程结构在以不同方式变化的载荷下工作,并且加载-卸载可以循环重复多次,对σ−ε关系的研究也应该通过上述因素进行扩展。

随着研究方法和本构模型的改进,人们广泛理解的混凝土技术在建筑施工中也取得了明显的进展,因此,高强度混凝土变得越来越普遍;根据目前应用的标准,该名称表示具有超过50 MPa的特征抗压强度的材料,这种强度的范围很广,约为100 MPa。

具有如此高强度参数的混凝土为工程结构的设计提供了巨大的可能性,有关开发描述高强度混凝土的适当本构模型的研究工作可以在文献中找到,Aslani和Nejadi提出了承受单调和循环荷载的高强度混凝土的本构模型。

该模型考虑了非常高且“正常”强度的横向加固,它与在地震活跃地区的应用有关,从建筑耐久性和安全性的角度来看,水平荷载非常重要,正如作者所宣布的那样,检查了模型与实验结果的良好一致性。

Rashid等介绍了普通混凝土在各种抗压强度下的重要工程特性,特别是混凝土强度对混凝土弹性模量、抗拉强度和泊松比的影响,研究了预测混凝土弹性模量和抗拉强度的一些已知关系的充分性,并提出了合适的表达式以涵盖高达120 MPa的混凝土强度。

在所有情况下,应力-应变关系并不是实验研究的基本主题,对结构中组件应变进行可信预测的可能性允许它们适应其目的产生的美学和可用性要求,先进的有限元方法满足了这样的期望,根据荷载的值以及它适用于施工和作用于施工的方式,寻找评估结构总应变的替代方法是值得的。

下面介绍的研究结果与先前工作中的主题一致,该分析基于当前的Borcz模型,该模型模拟了混凝土的线性弹塑性行为,实验是为了检验高强度混凝土梁多次加卸载循环中残余应变的份额。

这些研究旨在验证基于对描述弹性和永久变形的系数值的实验确定的模型,这些值已经部分计算出普通混凝土,而高强度混凝土的系数是通过实验确定的。

通过验证高强度混凝土中残余应变和弹性应变的份额,设计人员可以根据使用模拟混凝土线弹性模型的程序进行的计算来预测实际应力和应变,而这种计算模型允许考虑在持久载荷下发生的流变变形。

由于对应用混凝土在各种环境条件下设计结构以及使用先进的计算机程序进行分析的兴趣日益浓厚,因此此类模型的开发仍在进行中,最初混凝土模型仅限于描述单轴和单调压缩和卸载过程中混凝土的物理特征。

近年来,出现了上述混凝土模型,这些模型应用于高级程序,可以分析材料屈服区循环压缩和拉伸载荷的应变和应力,预计会开发一个描述混凝土复杂结构的模型,该模型显示了临界前和临界后状态下的循环关系σ−ε。

显然,有限元系统中混凝土的完美模型应考虑裂缝形成前后混凝土的物理特征,这需要收集大量的实验数据,因此需要开发更简单的混凝土模型,通过使用更基本的参数来描述其特征。

结论:

结论表明,εres/εE比值的研究可以快速预测钢筋混凝土构件的预期应变,必须强调具体阶层的潜在重要性,对于高强度混凝土,裂纹形成后残余应变的影响减小了,与较低等级的混凝土相反,其中εres/εE的比值几乎恒定,对这些关系的实验研究可以被认为是快速确定预期应变的一种有价值的方法,在更复杂的钢筋混凝土结构的情况下也是如此。

参考文献:

Aslani F,Nejadi S《超高强度和法向强度横向钢筋约束的高强度混凝土循环本构模型》

 Castaldo P, Gino D《钢筋混凝土结构二维非线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 钢筋在套筒中灌浆加固混凝土梁的非线性行为》

高强混凝土梁在受弯曲作用下残余应变和弹性应变比值的实验研究 在混凝土结构的力学中,人们区分残余应变和弹性应变,循环荷载主
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