混凝土的五种单轴受压曲线方程对比分析

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1、四川建筑科学研究第4l卷第l期l2SichuanBuildingScience2015年2月混凝土的五种单轴受压曲线方程对比分析钱茂华，李国芬，陈冬剑(1．南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037；2．北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：混凝土的单轴受压应力一应变曲线方程是其最基本的本构关系，在钢筋混凝土非线性分析中有着重要作用。本文在已知混凝土单轴受压应力一应变全曲线的几何特点基础上，给出了国内外五种混凝土单轴受压全曲线方程的分析及对比，阐述了相关曲线方程的适用性与优缺点。关键词：混凝土；

2、应力；应变；全曲线；分析中图分类号：TU528．3文献标志码：A文章编号：1008—1933(2015)01—012—04ComparativeanalysisonfivekindscurvesofconcreteunderaxialpressureQIANMaohua，LIGuofen，CHENDongjian(1．SchoolofCivilEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China；2．SchoolofCivilEngineering，Be

3、ijingJiaotongUniversity，Bering100044，China)Abstract：Thestress—strainClrvesofconcreteunderaxialpressureistheconstitutiverelationandespeciallyimportantinnonlinearanalysisforreinforcedconcrete．Thispaperbasedonwellknowngeometriccharacteristicsofthestress—straincur

4、vegavecomparativeanalysisonfivekindsstress—straincurvesofconcreteunderaxialpressureandshowedtheirapplicability，advantagesanddisadvantages．Keywords：concrete；stress；strain；completecurve；analysisU刖置混凝土的受压应力一应变曲线方程是其最基本的本构关系，又是多轴本构模型的基础，在钢筋混凝土结构的非线性分析中，它是不可或缺的物理方程

5、，对计算结果的准确性起决定性作用。受压应力一应变全曲线包括上升段和下降段，是其力学性能的全面的宏观反应：曲线峰点处的最大应力即棱柱体抗图1液压试验机压强度，相应的应变为峰值应变；曲线的斜率为其弹Fig．1Hydraulictestingmachine性模量，初始斜率即初始弹性模量；下降段表明其峰值应力后的残余强度；曲线的形状和曲线下的面积特征，如图2所示，采用无量纲坐标，即：反映了其塑性变形的能力J。而针对混凝土受压=——试验为防止试件突然破坏可采用附加刚性元件的液p压试验机，其原理如图1所示。y1受压全曲线的几何

6、特点其中为混凝土抗压强度；。为与对应的峰值应变。混凝土受压的应力一应变全曲线有一定的几何对于典型曲线，其几何特点的数学描述如下：收稿日期：2013—12-271)=0，Y=0；作者简介：钱茂华(1990一)，男，硕士研究生，研究方向为道路与铁道工程。2)0≤<1，名<0，即曲线斜率(dy／dx)单调吡基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目(简称PAPD)E—mail：njfuqmh325@sina．cn减小，无拐点；2015No．1钱茂华，等：混凝土的五种单轴受压曲线方程对比分析l3关于国内外这五种常见的混凝土

7、受压应力一应9变曲线对应方程列表见表1。．．‘表1混凝土受压应力一应变曲线方程Table1Stress-straincurveequationofconcrete＼＼underaxialpressure1lIll100512345x￡

8、￡p图2受压全曲线几何特征Fig．2Geometriccharacteristicsofcompletecurve3)=1时，Y=1，dy／dx=0，即存在单峰值C点；124)当=0时，。>1，即下降段有一拐点D；，注：为方便比较，此处=s。，Y=无量纲。5)当等=0时，>l，即下降

9、段上的最大曲率吡在E点；3几种曲线方程的分析及对比6)当_+∞，加时，—；3．1国内清华大学曲线方程U在混凝土单轴受压应力一应变曲线上，清华大学7)全部曲线I>0，1≥)，≥0。这些几何特征与混凝土的受压变形和破坏过程给出了分段方程形式，在曲线的上升段和下降段分完全对应，具有明确的物理意义。别采用了涵盖一个参数的函数式，在上升段上有：f=+2(3—2)+3(