在復(fù)合應(yīng)力作用下的混凝土強(qiáng)度中英文文獻(xiàn)

在復(fù)合應(yīng)力作用下的(混凝土)強(qiáng)度在許多結(jié)構(gòu)中,,混凝土同時(shí)時(shí)受到不同方方向各種應(yīng)力力的作用.例如在梁中中大部分混凝凝土同時(shí)承受受壓力和剪力力,再樓板和基基礎(chǔ)中,混凝土同時(shí)時(shí)承受兩個(gè)相相互垂直方向向的壓力外加加剪力的作用用.根據(jù)材料力力學(xué)學(xué)習(xí)中已已知的方法,,無論怎樣復(fù)復(fù)雜的復(fù)合應(yīng)應(yīng)力狀態(tài),都可化為三三個(gè)相互垂直直的主應(yīng)力,,它們作用在在材料適當(dāng)定定向的單元立立方體上.三個(gè)主應(yīng)力力中的任意一一個(gè)或者全部部既可是拉應(yīng)應(yīng)力,也可是壓應(yīng)應(yīng)力.如果其中一一個(gè)主應(yīng)力為為零,則為雙軸應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)。如如果有兩個(gè)主主應(yīng)力為零，則則為單軸應(yīng)力力狀態(tài)，或?yàn)闉楹唵螇嚎s或或?yàn)楹唵卫焐?。在多?shù)情情況下，根據(jù)據(jù)簡單的試驗(yàn)驗(yàn)，如圓柱體體強(qiáng)度f'cc和抗拉強(qiáng)度度f't，只能能夠確定材料料在單軸應(yīng)力力作用下的性性能。為了預(yù)預(yù)測混凝土在在雙軸應(yīng)力或或三軸應(yīng)力作作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度，在通通過試驗(yàn)僅僅僅知道f'cc或f'c與f't的情況況下，需要通通過計(jì)算確定定混凝土在上上述復(fù)合應(yīng)力力狀態(tài)下的強(qiáng)強(qiáng)度。盡管人們連續(xù)不不斷地進(jìn)行了了大量的研究究，但仍然沒沒有得出有關(guān)關(guān)混凝土在復(fù)復(fù)合應(yīng)力作用用下的強(qiáng)度的的通用理論。經(jīng)經(jīng)過修正的各各種強(qiáng)度理論論，如最大拉拉應(yīng)力理論、莫莫爾-庫侖理論和和八面體應(yīng)力力理論(以上理論論都在材料力力學(xué)課本中討討論過)應(yīng)用于混凝凝土，取得了了不同程度的的進(jìn)展。現(xiàn)在在的試驗(yàn)結(jié)果果表明，極限限拉應(yīng)變((它是平均正正應(yīng)力的函數(shù)數(shù))可能是一個(gè)個(gè)通用的混凝凝土破壞標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。目前這些些理論中沒有有一個(gè)被普遍遍接受，其中中許多還有明明顯的自相矛矛盾的地方。建建立一個(gè)通用用的強(qiáng)度理論論的主要困難難在于混凝土土的高度非均均質(zhì)特性和混混凝土在高應(yīng)應(yīng)力下和斷裂裂時(shí)，其性能能受微小裂縫縫和其他不連連續(xù)現(xiàn)象的影影響程度較大大。然而，至少對雙雙軸應(yīng)力的各各種試驗(yàn)確定定了混凝土的的強(qiáng)度。各種種試驗(yàn)結(jié)果可可用圖1這樣的相互互作用圖的形形式表現(xiàn)出來來。該圖把朝朝方向1的強(qiáng)度表示示為作用在方方向2的應(yīng)力的函函數(shù)。所有的的應(yīng)力都根據(jù)據(jù)單軸抗壓強(qiáng)強(qiáng)度f'c而無量量綱化了。在在表示雙軸壓壓力的象限中中可以看出，其其強(qiáng)度可達(dá)到到比單軸抗壓壓強(qiáng)度大200%左右，強(qiáng)強(qiáng)度增加的量量取決于f22和f1的比值。在在雙軸受拉情情況下，方向向1的強(qiáng)度與方方向2的拉應(yīng)力無無關(guān)。當(dāng)方向向2的拉應(yīng)力與與方向1的壓應(yīng)力同同時(shí)作用時(shí)，抗抗壓強(qiáng)度幾乎乎呈線性下降降。例如，大大約是單軸抗抗拉強(qiáng)度的一一半的橫向拉拉應(yīng)力，將使使抗壓強(qiáng)度減減小到單軸抗抗壓強(qiáng)度的一一半。這一點(diǎn)點(diǎn)在預(yù)測深梁梁或剪力墻內(nèi)內(nèi)裂縫的出現(xiàn)方面具有非常常重要的意義義?；炷寥S強(qiáng)度度的實(shí)驗(yàn)研究究很少，主要要是因?yàn)樵谌齻€(gè)方向同時(shí)時(shí)加荷實(shí)際上上難以避免由由加荷設(shè)備產(chǎn)產(chǎn)生的很大約約束。根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)有資料，關(guān)關(guān)于混凝土三三軸強(qiáng)度可得得出以下初步步結(jié)論:(11)在三軸壓壓應(yīng)力相等狀狀態(tài)下，混凝凝土的強(qiáng)度可可能比單軸抗抗壓強(qiáng)度高一一個(gè)數(shù)量級，(2)對于雙軸壓應(yīng)力相等并在第三個(gè)方向上有一較小的壓應(yīng)力的狀態(tài)，其強(qiáng)度可指望增加20%以上，(3)在壓應(yīng)力與至少另外一個(gè)方向的拉應(yīng)力同時(shí)作用的應(yīng)力狀態(tài)下，中間主應(yīng)力是無足輕重的，抗壓強(qiáng)度可以根據(jù)圖1可靠地預(yù)計(jì)出來。莫爾-庫侖理論論可用來近似似地描述三軸軸應(yīng)力對強(qiáng)度度的影響。它它代表莫爾理理論的特殊形形式，規(guī)定材材料破壞的包包絡(luò)線，使任任何一個(gè)與包包絡(luò)線相切的的莫爾應(yīng)力圓圓都代表引起起材料破壞的的復(fù)合應(yīng)力。對對于此處的莫莫爾應(yīng)力圓，水水平直徑的兩兩個(gè)端點(diǎn)由三三個(gè)主應(yīng)力中中的最大和最最小主應(yīng)力所所決定，因此此應(yīng)力圓的大大小和位置不不受中間主應(yīng)應(yīng)力的影響。圖圖2中的應(yīng)力圓圓1表示應(yīng)力為為f't時(shí)簡單單拉伸引起的的破壞，而應(yīng)應(yīng)力圓2表示應(yīng)力為為f'c時(shí)的壓壓力破壞。破破壞的包絡(luò)線線可以近似地地用兩條直線線表示，如圖圖。試驗(yàn)研究究表明，在受受壓一側(cè)與應(yīng)應(yīng)力圓2相切的直線線具有37。的傾角角。在受拉一一側(cè)，直線是是一截線，與與應(yīng)力圓1相切。英文原文StrengtthundderCoombineedStrressInmanyystruucturaalsittuatioonscooncretteissubjeectedsimulltaneoouslytovaarioussstreessesactinnginvarioousdiirectiions.Foriinstannce,innbeammsmucchofthecconcreeteisssubjjectssimulttaneouuslyttocommpresssionaandshhearsstresssesanndinslabssandfootiingsttocommpresssioniintwooperppendicculardirecctionssplusssheaar.Bymethoodsweellknnowcannberreduceedtothreeeprinncipallstreessesactinngniintheestuddyofstrenngthoofmatterialls,annystaateoffcombbinedstresss,noomattterhoowcommplex,,atrrightangleestoeachotherronaanapppropriiatelyyorieentedelemeentaryycubeeintthemaateriaal.Annyorallooftheeprinncipallstreessescanbbeeittherttensioonorcomprressioon.Iffoneofthhemisszeroo,asstateofbiiaxiallstreessisssaiddtoeexist;;ifttwooffthemmarezero,,thestateeofsstresssisuuniaxiial,eeitherrsimpplecoompresssionorsiimpletensiion.IInmosstcassesonnlythheuniiaxiallstreengthpropeertiessofaamateerialarekknownfromsimplletessts,ssuchaastheecyliinderstrenngthff'canndtheetenssilesstrenggthf''t.Foorpreedictiingthhestrrengthhsofstruccturessinwwhichconcrreteiissubbjecttobiiaxiallorttriaxiialsttress,,itwwouldbedeesirabbletoobeaablettocallculattetheestreengthofcooncretteinsuchstateesofstresss,knnowinggfrommtesttsonllyeittherff'corrf'candff't.Insspiteofexxtensiiveanndconntinuiingreesearcch,noogeneeralttheoryyoftthesttrengtthofconcrreteuundercombiinedsstressshasyeteemergeed.Moodificcationnsofvariooussttrengtththeeoriess,suuchassthemaximmum-teensionnstreess,ttheMoohr-Cooulombb,anddtheoctahhedrall-streessthheoriees,alllofwhichharediscuussedinsttrengtth-of--materrialstextss,havvebeeenadaaptedwithvaryiingpaartiallsucccessttoconncretee.Currrentexperrimenttalevvidencceinddicateesthaatlimmitinggtenssilesstrainn,whiichissafuunctioonofmeannormaalstrress,maybbeaffailurrecriiterioonwhiichissgeneerallyyappllicablle.Attpressentnnoneooftheesethheorieeshassbeenngeneerallyyacceepted,,andmanyhaveobvioousinnternaalconntradiictionns.Thhemaiindiffficulltyinndeveelopinnganadequuateggeneraalstrrengthhtheooryliiesinnthehighllynonnhomoggeneouusnattureoofconncreteeandinthhedeggreettowhiichittsbehhaviorrathhighsstresssesanndatfracttureiisinffluenccedbyymicrrocracckingandootherdiscoontinuuitypphenommena.Howeever,thesstrenggthoffconccretehasbbeenwwelleestabllisheddbyttestsatleeastfforthhebiaaxialstatee.RessultsmaybbepreesenteedinthefformoofaninterractioondiaagramsuchasFiig.1wwhichshowssthestrenngthiindirrectioon1aasaffunctiionoffthestresssapppliedindiirectiion2..Allstresssesaarenoondimeensionnalizeedintermssofttheunniaxiaalcommpresssivesstrenggthf''c.Ittissseentthatiintheequaddrantrepreesentiingbiiaxiallcomppressiionastrenngthiincreaaseassgreaatasaboutt20ppercenntoveertheeuniaaxialcomprressivvestrrengthhisaattainned,ttheammountofinncreassedeppendinngupoontheeratiiooff2toof1.IIntheebiaxxialttensioon-strresssstate,,thestrenngthiindirrectioon1iisinddependdentooftennsionindiirectiion2..Whenntenssioniindirrectioon2iiscommbineddwithhcomppressiioninndireectionn1,tthecoompresssivestrenngthiisredducedalmosstlinnearlyy.Forrexammple,laterralteensionnofaabouthalftheuuniaxiialteensileestreengthwillreduccethhecommpresssivesstrenggthbyyhalffcompparedwiththeuuniaxiialcoompresssivestrenngth.Thisfacttisooftheegreaatestimporrtanceeinppredicctingcrackkingiindeeepbeaamsorrsheaarwallls,fforeexamplle.Expeerimenntaliinvesttigatiionsiintotthetrriaxiaalstrrengthhofcconcreetehaavebeeenfeew,duuemaainlytothhepraacticaaldiffficulltyoffappllyingloadinthhreeddirecttionssimulltaneoouslywithooutinntroduucingsigniificanntresstrainntfroomtheeloaddingeequipmment.Frominforrmatioonnowwavaiilableethefolloowingtentaativeconcllusionnscannbeddrawnrelattivettotheetriaaxial.streengthofcooncrette:(1))inaastatteofequalltriaaxialcomprressioon,cooncrettestrrengthhmaybeannordeerofmagniitudelargeerthaantheeuniaaxialcomprressivvestrrengthh;(2))forequallbiaxxialccompreessionncombbinedwithasmaallervalueeofccompreessionnintthethhirdddirecttion,astrrengthhincrreasegreatterthhan200perccentccanbeeexpeected;;and(3)fforsttressstateesinccludinngcommpresssionccombinnedwiithteensionninaatleaastonneothherdiirectiion,thheinttermeddiateprinccipalstresssisofliittleconseequencce,anddthecomprressivvestrrengthhcanbeprredicttedsaafelybaseddonFFig.11.TheMohr--Couloombthheorycanbbeuseedtodescrribeiinanapprooximattewayytheinfluuenceoftrriaxiaalityonsttrengtth.ItrepreesentssasppeciallformmofttheMoohrthheoryandddefineesaffailurreenvvelopeesuchhthattanyMohrstressscirrclewwhichistaangentttottheennveloppereppresenntsacombiinatioonofstresssestthatwwillccausefailuureoffthematerrial