在复合应力作用下的混凝土强度中英文文献

在复合应力作用下的(混凝土)强度在许多结构中,,混凝土同时时受到不同方方向各种应力力的作用.例如在梁中中大部分混凝凝土同时承受受压力和剪力力,再楼板和基基础中,混凝土同时时承受两个相相互垂直方向向的压力外加加剪力的作用用.根据材料力力学学习中已已知的方法,,无论怎样复复杂的复合应应力状态,都可化为三三个相互垂直直的主应力,,它们作用在在材料适当定定向的单元立立方体上.三个主应力力中的任意一一个或者全部部既可是拉应应力,也可是压应应力.如果其中一一个主应力为为零,则为双轴应应力状态。如如果有两个主主应力为零，则则为单轴应力力状态，或为为简单压缩或或为简单拉伸伸。在多数情情况下，根据据简单的试验验，如圆柱体体强度f'cc和抗拉强度度f't，只能能够确定材料料在单轴应力力作用下的性性能。为了预预测混凝土在在双轴应力或或三轴应力作作用下的结构构强度，在通通过试验仅仅仅知道f'cc或f'c与f't的情况况下，需要通通过计算确定定混凝土在上上述复合应力力状态下的强强度。尽管人们连续不不断地进行了了大量的研究究，但仍然没没有得出有关关混凝土在复复合应力作用用下的强度的的通用理论。经经过修正的各各种强度理论论，如最大拉拉应力理论、莫莫尔-库仑理论和和八面体应力力理论(以上理论论都在材料力力学课本中讨讨论过)应用于混凝凝土，取得了了不同程度的的进展。现在在的试验结果果表明，极限限拉应变((它是平均正正应力的函数数)可能是一个个通用的混凝凝土破坏标准准。目前这些些理论中没有有一个被普遍遍接受，其中中许多还有明明显的自相矛矛盾的地方。建建立一个通用用的强度理论论的主要困难难在于混凝土土的高度非均均质特性和混混凝土在高应应力下和断裂裂时，其性能能受微小裂缝缝和其他不连连续现象的影影响程度较大大。然而，至少对双双轴应力的各各种试验确定定了混凝土的的强度。各种种试验结果可可用图1这样的相互互作用图的形形式表现出来来。该图把朝朝方向1的强度表示示为作用在方方向2的应力的函函数。所有的的应力都根据据单轴抗压强强度f'c而无量量纲化了。在在表示双轴压压力的象限中中可以看出，其其强度可达到到比单轴抗压压强度大200%左右，强强度增加的量量取决于f22和f1的比值。在在双轴受拉情情况下，方向向1的强度与方方向2的拉应力无无关。当方向向2的拉应力与与方向1的压应力同同时作用时，抗抗压强度几乎乎呈线性下降降。例如，大大约是单轴抗抗拉强度的一一半的横向拉拉应力，将使使抗压强度减减小到单轴抗抗压强度的一一半。这一点点在预测深梁梁或剪力墙内内裂缝的出现方面具有非常常重要的意义义。混凝土三轴强度度的实验研究究很少，主要要是因为在三三个方向同时时加荷实际上上难以避免由由加荷设备产产生的很大约约束。根据现现有资料，关关于混凝土三三轴强度可得得出以下初步步结论:(11)在三轴压压应力相等状状态下，混凝凝土的强度可可能比单轴抗抗压强度高一一个数量级，(2)对于双轴压应力相等并在第三个方向上有一较小的压应力的状态，其强度可指望增加20%以上，(3)在压应力与至少另外一个方向的拉应力同时作用的应力状态下，中间主应力是无足轻重的，抗压强度可以根据图1可靠地预计出来。莫尔-库仑理论论可用来近似似地描述三轴轴应力对强度度的影响。它它代表莫尔理理论的特殊形形式，规定材材料破坏的包包络线，使任任何一个与包包络线相切的的莫尔应力圆圆都代表引起起材料破坏的的复合应力。对对于此处的莫莫尔应力圆，水水平直径的两两个端点由三三个主应力中中的最大和最最小主应力所所决定，因此此应力圆的大大小和位置不不受中间主应应力的影响。图图2中的应力圆圆1表示应力为为f't时简单单拉伸引起的的破坏，而应应力圆2表示应力为为f'c时的压压力破坏。破破坏的包络线线可以近似地地用两条直线线表示，如图图。试验研究究表明，在受受压一侧与应应力圆2相切的直线线具有37。的倾角角。在受拉一一侧，直线是是一截线，与与应力圆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