2022年混凝土结构原理.矩形箍筋约束混凝土.docx
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1、精品学习资源1. 约束作用机理1受力破坏过程4.2矩形箍筋约束混凝土欢迎下载精品学习资源小配箍率时 t0.3 的破坏过程及特点应力接近素混凝土单轴抗压强度前,应力应变曲线和素混凝土的应力应变曲线基本相同; 其中 c0.4 f c 时,应力应变关系为直线,6c0.4 f c 后,应力应变曲线开头微凸;欢迎下载精品学习资源应力接近单轴抗压强度时cf c ,p1500 170010,箍筋应欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源变较小st高不多;400 60010 6,约束成效不明显,混凝土抗压强度提欢迎下载精品学习资源6混凝土纵向应力到达峰值 cpcp 时,箍筋应力有所增长但仍未欢迎下载精品学习资
2、源屈服 st900 120010;混凝土应力较单轴抗压强度有所提高欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 cf ccf c ,但增长不大;欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源混凝土纵向应变在峰值应变前后c0.85 1.11pc ,试件显现沿纵欢迎下载精品学习资源筋外缘的竖向裂缝,约束混凝土进入软化段;混凝土应变超过峰值应变后 cpc ,随着混凝土纵向压应变的增加,6裂缝不断显现、进展、贯穿,混凝土膨胀急剧进展泊松比增大 ,箍筋欢迎下载精品学习资源开头屈服,混凝土的应变到达c3000 450010;此时箍筋的约束欢迎下载精品学习资源效应最大,混凝土尚未到达三轴抗压强度;6接近破坏时,爱护层
3、混凝土开头剥落,钢筋全部外露;箍筋全部屈服甚 至个别拉断,约束区混凝土的破坏大多为斜剪破坏 ,由于箍筋未被全部拉断,混凝土存在残余抗压强度;此时混凝土的纵向压应变远远高于素欢迎下载精品学习资源混凝土的极限压应变,到达c4000 600010;欢迎下载精品学习资源较高配箍率时t0.36 0.85 的破坏过程及特点上升段应力应变曲线的斜率约束混凝土的弹性模量可能小于素混凝土的弹性模量,缘由是箍筋较多,爱护层混凝土密实度难以保证、且箍筋内外混凝土的整体性不好;混凝土纵向裂缝显现后,混凝土的膨胀加大,箍筋对混凝土的约束效应显现且很大;约束混凝土的应力应变曲线没有明显的峰值;混凝土显现第一条纵向裂缝和箍
4、筋开头屈服时的纵向应变值接近小配欢迎下载精品学习资源箍率混凝土的相应应变,但不同的是,高配箍率混凝土试件均发生在峰值以前;接近破坏时,约束混凝土抗压强度较单轴抗压强度提高1 倍以上欢迎下载精品学习资源cpcf cc2 f c ,约束混凝土峰值应变为素混凝土峰值应变的欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源10 倍以上 pc10 p10,000 30,000106 ;欢迎下载精品学习资源破坏时,混凝土横向膨胀明显;全部钢筋外露、屈服,箍筋接近圆形,个别箍筋拉断;爱护层混凝土全部剥落, 核心混凝土显现 挤压流淌 变形, 显现局部鼓凸;2矩形箍筋约束机理矩形箍筋约束机理约束分区位置约束力约束力特点约
5、束成效无约束区爱护层无无无欢迎下载精品学习资源弱约束区箍筋内侧邻近箍筋的纵向张拉压力和横向索效应压力纵向大横向小弱0欢迎下载精品学习资源强约束区对角线区双向箍筋的张拉压力接近 45 线强3影响因素体积配箍率、配箍特点值、约束指标t体积配箍率:欢迎下载精品学习资源VsttVcVst, isAcorl i ast,isAcor欢迎下载精品学习资源体积强度比、约束指标、配箍特点值、套箍指标:欢迎下载精品学习资源tf yt Vstf cVc4 f yt Ast f c sdcorf yttf c欢迎下载精品学习资源约束指标越大,混凝土抗压强度和峰值应变越大,且增长速度随着约束指标的提高而增大;t0.3
6、 时,约束混凝土应力应变曲线没有屈服平台,存在明显峰值,箍筋在混凝土应力到达峰值后屈服;t0.36 时,约束混凝土应力应变曲线有屈服平台,没有明显峰值点,箍筋在混凝土应力到达峰值前屈服;界限约束指标为:t0.32欢迎下载精品学习资源矩形箍筋约束混凝土的三轴抗压强度箍筋贡献值Nstt fc Acor 系欢迎下载精品学习资源数小于螺旋箍筋的2,说明矩形箍筋的约束效应小于螺旋箍筋的约束效应;箍筋间距 s欢迎下载精品学习资源箍筋间距较大时 s1 1.5 b ,箍筋约束作用甚微,仅当箍筋间距满足 sb 时,箍筋才有明显约束作用;对于约束指标 t 相等而间距存在差异如 1 倍时,应力应变曲线在上升段包括峰
7、值应力 fcc 和峰值应变 pc 差异甚小;但下降段有明显区分,箍筋间距越小,下降段越高,混凝土残余强度越高、混凝土延性越好;0箍筋型式封闭、 135 绑扎箍筋和焊接箍筋的约束效应没有明显差异;复合箍筋减小了钢筋的自由长度、提高了横向约束刚度,对核心混凝土的约束成效更好;在约束指标相等的条件下, 复合箍筋约束混凝土的强度与峰值应变较简洁箍筋情形有稍许提高,下降段更为平缓,延性更好;总体情形与简洁箍筋差异不大;2. 矩形箍筋约束混凝土理论模型1Sargin 模型1971假定箍筋屈服;依据平稳条件, 运算箍筋约束力, 并假定约束力沿箍筋内侧匀称作用于核心混凝土四周;将约束混凝土简化为半无限空间,将
8、箍筋约束力简化为间距为箍筋间距s的分布集中力, 利用 Boussinesq公式运算核心混凝土内部应力 其中横向约束应2 fu 3欢迎下载精品学习资源力为uu2 ;22zu欢迎下载精品学习资源2规定核芯面积位置两箍筋中间 、利用承载力极值条件确定临界核芯面欢迎下载精品学习资源积 Acb2u0;欢迎下载精品学习资源运算核芯面积约束应力值;依据 Richart 三轴抗压强度公式,运算约束混凝土抗压强度:欢迎下载精品学习资源f cc16.4fc3u0f y2 ,12s 2欢迎下载精品学习资源确定全截面混凝土抗压强度;2Sheikh 模型1982将截面划分为有效约束核芯区和非约束区, 箍筋中间截面的有效
9、截面核心区面积最小,截面上核芯区大小Aec 由截面外形角度和高度外形角度打算;有效截面核芯区参数和 由试验确定 参数详细含义及取值待查 ;核芯区混凝土三轴抗压强度与箍筋体积配箍率、箍筋工作应力等因素有关;正方形箍筋、纵筋匀称分布约束混凝土的峰值应力为:欢迎下载精品学习资源f ccf ck s1B 2140 Pocnc 2s215.5B 212Bs fs欢迎下载精品学习资源参数详细含义及取值待查约束混凝土的应力应变曲线由四段组成;3. 矩形箍筋约束混凝土数值方法1996过镇海模型罗苓隆,过镇海 .箍筋约束混凝土的受力机理及应力 -应变全曲线运算,混凝土力学性能性能试验讨论 ,第 6 集,1996
10、对截面进行约束分区;建立箍筋应力与不同分区混凝土约束应力的关系方程;建立不同分区混凝土的本构关系;利用变形和谐方程,运算纵向应变与竖向荷载平均应力的数值关系;建立约束混凝土本构关系;4. 矩形箍筋约束混凝土试验结果(1) 抗压强度CEB-FIP MC90 模型 1990约束应力:欢迎下载精品学习资源10ns2t f c欢迎下载精品学习资源纵筋根数影响系数n箍筋间距影响系数s三轴抗压强度:183ns12b0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源当 00.05 f c 时,f cc150f c 待查,量刚不对,f c 好像该在括号内欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源当 00.05 f c
11、时,f cc1.1252.5 0f c 待查,同上欢迎下载精品学习资源当考虑荷载的长期效应时,三轴强度折减15过镇海模型 1986欢迎下载精品学习资源当 t0.32 时,fcc10.5 tfc欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源当 t0.32 时,fcc0.551.9 tf c欢迎下载精品学习资源(2) 变形特点值峰值应变CEB-FIP MC90 模型 19902欢迎下载精品学习资源f ccccfc210 3欢迎下载精品学习资源过镇海模型 1986欢迎下载精品学习资源矩形箍筋约束混凝土峰值应变过镇海,1986表达方式峰值应变 pc说明欢迎下载精品学习资源分段描述当 t0.32 时pc12.
12、5 tp欢迎下载精品学习资源当 t0.32 时pc6.225 tpp700172f c10 6欢迎下载精品学习资源单一描述极限应变pcp35 t欢迎下载精品学习资源CEB-FIP MC90 模型 1990欢迎下载精品学习资源0cu0.2f c3.510 3欢迎下载精品学习资源约束应力: 01nst fc2欢迎下载精品学习资源(3) 应力应变曲线 CEB-FIP MC90 模型1990上升段二次抛物线2欢迎下载精品学习资源当 0ccc 时,cf cc2cccccc欢迎下载精品学习资源下降段平台欢迎下载精品学习资源当 ccccu 时,c f cc欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源曲线参数峰值
13、 应力 长 期荷 载折 减 15 :fcc15 0f c 00.05 fc 或欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源fcc1.1252.5 0f c 00.05 fc 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源峰值应变: cc2f ccf c210 3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源极限应变: cu0.20f c3.510 3欢迎下载精品学习资源 过镇海模型 1986变量定义欢迎下载精品学习资源xc , ypccf cc欢迎下载精品学习资源t0.32 无屈服平台,有明显峰值点,双段曲线描述欢迎下载精品学习资源f cc10.5 tfc欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源pc12.5
14、tp欢迎下载精品学习资源上升段: 当0x 下降段:1 时, ya, c x232a,c xa, c2 x3欢迎下载精品学习资源当x1 时, yx2d,c x1x欢迎下载精品学习资源参数取值:对于 C20C30 混凝土欢迎下载精品学习资源上升段曲线参数a ,c11.8 ta ,a2.40.01f cu欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源下降段曲线参数d ,c11.750.55td ,d0.132 f 0.7850.905欢迎下载精品学习资源cut0.32 有屈服平台,无明显峰值点,单曲线描述欢迎下载精品学习资源f cc0.551.9 tf c欢迎下载精品学习资源pc6.225 tp欢迎下载精
15、品学习资源0.68yx0.12 x1. 1欢迎下载精品学习资源0.370.51x胡海涛模型清华高校, 1990,适合于高强混凝土欢迎下载精品学习资源上升段:当 0x1 时, ya ,c x3 2a,c x2a ,c2 x 3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源下降段:当 x1时, yx2d,c x1x欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源a, c2.770.029 fc13.5 t欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d , c11.9 f 22.3610 5t10 4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源cf ccpcs11.09 t1f cbs13 .6 t1pb欢迎下载精品学习
16、资源Mander 约束混凝土模型 1988J.B. Mander, M.J.N. Priestly, R. Park. Theoretical Stress-Strain Model for Confined欢迎下载精品学习资源ConcreteJ.JournalofStructuralDivision,ASCE,Vol.114,No.8, pp.18041826,August,1988基本参数:应力应变曲线: 单一曲线描述,xr当0时,f欢迎下载精品学习资源ccucccr1xr欢迎下载精品学习资源约束混凝土相对应变: xccc欢迎下载精品学习资源约束混凝土应力应变曲线系数:rEcEcEsec欢
17、迎下载精品学习资源素混凝土弹性模量 MPa: Ec5000fc欢迎下载精品学习资源约束混凝土峰值割线模量:约束混凝土抗压强度:Esecf cc cc欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f ccf c1.2542.254 17.94 f lf c2 flfc圆形截面欢迎下载精品学习资源约束混凝土极限应变:欢迎下载精品学习资源cu0.0041.4s f yhhuf cc欢迎下载精品学习资源约束混凝土峰值应变:cc有效约束应力:pc 15fcc1 fc欢迎下载精品学习资源圆形截面径向约束应力f l Mpa: fl1kes2f yh欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源矩形截面 x 方向约束混凝
18、土有效约束应力 Mpa:f lxkex f yh欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源矩形截面 y 方向约束混凝土有效约束应力 Mpa: flxkeyf yh矩形截面欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源圆形截面体积配箍率:sdAshd 2欢迎下载精品学习资源s4矩形截面 x 方向体积配箍率:x矩形截面 y 方向体积配箍率:Asx B sAsy欢迎下载精品学习资源yD s欢迎下载精品学习资源有效约束系数: keAe Acc欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源圆形截面有效混凝土核心面积:Ae2ds42nW 2ss欢迎下载精品学习资源矩形截面有效混凝土核心面积:AeB Dii 16112B
19、2 D欢迎下载精品学习资源Acc1ccAc欢迎下载精品学习资源符号说明:f cc :约束混凝土抗压强度cc :约束混凝土峰值应变cu :约束混凝土极限应变s :横向钢筋体积配箍率f yh :横向钢筋屈服强度hu :横向钢筋极限应变xc :约束混凝土相对应变ccf c :混凝土单轴抗压强度pc :素混凝土峰值受压应变,一般pc0.002f l :约束混凝土侧向压应力 Mpaf lx :x 方向约束混凝土有效约束应力 Mpaf ly : y 方向约束混凝土有效约束应力 Mpake :有效约束系数Ae :有效混凝土核心面积Asx :矩形截面平行 x 方向横向钢筋总面积Asy :矩形截面平行 y 方向
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