压弯构件考虑普通钢筋松弛性能的应力分析
钢筋的应力—应变曲线分析
自开始加载至应力达到A点以前，应力应变成线性关系，A点称比例极限，OA段属于弹性工作阶段。
应力达到Bˊ点后，钢筋进入屈服阶段，产生很大的塑性形变，Bˊ点应力称为屈服强度（流限），在应力-应变曲线中呈现一水平段B〞B，称为流幅。
超过B点后，应力-应变关系重新表现为上升的曲线，B-C段为强化阶段。
曲线最高点C点的应力称为抗拉强度。
此后钢筋试件产生颈缩现象，应力应变关系成为下降曲线，应变继续增大，到D点钢筋被拉断。
D点所对应的横坐标称为伸长率，它标志钢筋的塑性。
伸长率越大，塑性越好。
钢筋塑性除用伸长率标志外，还用冷弯试验来检验。
冷弯就是把直径为D的钢辊转弯转α角而不发生裂纹。
钢筋塑性越好，钢辊直径D可越小，冷弯角α就越大。
屈服强度（流限）是软钢的主要强度指标。
在混凝土中的钢筋，当应力达到屈服强度后，荷载不增加，而应变会继续增大，使得混凝土开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。
所以软钢钢筋的受拉强度限值以屈服强度为准，钢筋的强化阶段只作为一种安全储备考虑。
钢材中含碳量越高，屈服强度和抗拉强度就越高，伸长率就越小，流幅也相应缩短。
钢筋松弛引起的应力损失
（5）钢筋松弛与温度变化有关，随温度升高而增加，这对采 用蒸汽养护的预应力混凝土构件会有所影响。
结构设计原理
钢筋松弛的计算：
• 对于精轧螺纹钢筋，应力松弛损失sl5估算值为
f pk
0.26) s pe
（3）
传力锚固时的钢筋应力。对后张法构件
spe=scon-sl1-sl2- sl4；对先张法构件 spe=scon-sl2
• 对碳素钢丝、钢绞线：当spe/fpk≤0.5时，应力松弛损失值为零。
结构设计原理
计算假定：
对于先张法构件： 在预加应力（即从钢筋张拉到与混凝土粘结）阶段，一般按松 弛损失值的一半计算，其余一半认为在随后的使用阶段中完成。
对于后张法构件： 其松弛损失值则认为全部在使用阶段中完成。
结构设计原理
减小措施： （1）选用低松弛的钢筋； （2）超张拉。
结构设计原理
主讲：何玉明
结构设计原理
钢筋松弛引起的应力损失sl5
钢筋松弛概念
钢筋在一定拉应力值下，将其长度固定不变，则钢筋中的应力将 随时间延长而降低，一般称这种现象为钢筋的松弛或应力松弛。
图1 典型的预应力钢筋松弛曲线
结构设计原理
钢筋松弛的特点：
（1）钢筋初拉应力越高，其应力松弛愈甚； （2）钢筋松弛量的大小主要与钢筋的品质有关。例如，我国 的预应力钢丝与钢绞线依其加工工艺不同而分为I级松弛（普通松 弛）和II级松弛（低松弛）两种。低松弛钢筋的松弛值，一般不 到前者的1/3； （3）钢筋松弛与时间有关。初期发展最快，第一小时内松弛 最大，24h内可完成50%，以后渐趋稳定，但在持续5～8年的试 验中，仍可测到其影响；
实腹式和格构式压弯构件需要计算和验算的内容
实腹式和格构式压弯构件需要计算和验算的内容1.材料力学性能：首先需要对构件所用材料的力学性能进行计算和验算。
这包括构件材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性等。
通过这些参数的计算和验算，可以确定材料是否能够满足构件的强度和刚度要求。
2.弯曲应力和变形计算：压弯构件在使用过程中会受到弯曲力的作用，需要计算和验算结构在弯曲状态下的应力和变形情况。
弯曲应力的计算可以基于欧拉-伯努利梁理论进行，其中考虑到了截面受力特点以及弯曲形式。
弯曲变形的计算可以通过材料的应变-应力曲线确定，从而得到构件在弯曲过程中的变形情况。
3.稳定性分析：实腹式和格构式压弯构件在承受压力时还需要进行稳定性分析。
稳定性分析主要针对构件在压力作用下的整体稳定性进行考虑，包括屈曲、侧移和扭曲等形式。
稳定性分析需要考虑到截面的几何参数和材料的强度特性，并结合适当的稳定性理论。
4.承载力计算：承载力是指压弯构件能够承受的最大力量。
承载力的计算需要根据截面形状、尺寸和材料的力学性能等参数来进行。
承载力的计算一般采用极限均衡法或变形极限法来进行。
5.连接件设计：实腹式和格构式压弯构件在连接处需要设计适当的连接件。
连接件的设计需要考虑到构件的形状、尺寸、材料等因素，并满足构件的强度和刚度要求。
连接件的设计包括螺栓的计算、焊接的验算等。
6.工作状态分析：在实际应用中，实腹式和格构式压弯构件还需要进行工作状态分析。
工作状态分析主要包括静力分析、动力分析、疲劳分析等。
静力分析主要考虑结构在静力荷载作用下的安全性。
动力分析主要考虑结构在动力荷载作用下的稳定性和振动特性。
疲劳分析主要考虑结构在循环荷载作用下的寿命。
总而言之，实腹式和格构式压弯构件的计算和验算内容相较其他结构更为复杂。
计算和验算需要考虑材料的力学性能、弯曲应力和变形情况、稳定性分析、承载力、连接件设计以及工作状态分析等方面，以确保构件的安全性和性能。
弯曲变形区的应力与应变状态分析
从应变角度看，窄板弯曲时应变状态是立体的（三向的）， 宽板弯曲时应变状态是平面的。
第四章 弯曲
三、弯曲变形区的应力与应变状态分析
2、应力状态 切向1：内侧纤维受压， 1 为压应力；而外侧纤维受拉， 1 为拉应力。
图4-6 弯曲前后坐标网格的变化 a）弯曲前 b）弯曲后
第四章 弯曲
二、弯曲变形时材料的流动情况
3、变形区材料厚度变薄的现象
弯曲变形程度较大时，变形区外
侧材料受拉伸长，使得厚度方向
（垂直方向）的材料减薄；变形
区内侧材料受压，使得厚度方向
的材料增厚。由于中性层位置的
内移，外侧的减薄区域随之扩大，
内侧的增厚区域逐渐缩小，外侧
第四章 弯曲
一、弯曲过程与特点
V形弯曲:是最基本的弯曲变形，任何复杂弯曲都可看成是由N个
V形弯曲组成。
当坯料上受到凸模压力（弯曲力矩）时，坯料的曲率半径 发生变化。弯曲过程如图4-3所示，其受力情况如图4-4，变形 过程分解如图4-5所示。
第四章 弯曲
一、弯曲过程与特点
图4-3所示为一副常见的
Ｖ形件弯曲模。其弯曲过程
径向2：弯曲时变形区域曲率不断增大，以及金属各层之间的相 互挤压作用，从而引起变形区内的径向压应力2 ，在材料表面2 =0，由表及里逐渐递增，至中性层处达到最大值。
宽度方向3：窄板的宽度方向可以自由变形，因而无论内侧还是 外侧， 3 =0；而宽板的宽度方向受到材料的制约作用，内区由 于宽度方向的伸长受阻，故3为压应力；外区由于宽度方向的收 缩受阻，故3为拉应力。
图4-6 弯曲前后坐标网格的变化 a）弯曲前 b）弯曲后
弯曲结构中的应力分析与优化设计
弯曲结构中的应力分析与优化设计在工程设计中，弯曲结构是一种常见的结构形式。
它广泛应用于桥梁、建筑物、机械设备等领域。
然而，由于外力的作用，弯曲结构会产生应力，这可能导致结构的失效。
因此，对弯曲结构进行应力分析和优化设计是非常重要的。
首先，我们来了解一下弯曲结构的应力分析。
当外力作用于弯曲结构时，结构内部会产生应力。
这些应力可以分为两种类型：拉应力和压应力。
拉应力是指材料受到拉力作用时的应力，而压应力则是指材料受到压力作用时的应力。
在弯曲结构中，上部受到拉力，下部则受到压力。
这种应力分布形式可以通过应力分析来确定。
应力分析的目的是确定结构中各个部位的应力大小和分布情况。
通过对结构进行应力分析，我们可以了解结构的强度和稳定性。
在应力分析中，我们需要考虑材料的弹性模量、截面形状和外力的大小和方向。
通过数学方法和计算机模拟，可以得出结构中各个部位的应力情况。
了解了弯曲结构的应力分析，接下来我们来讨论优化设计。
优化设计的目的是通过改变结构的形状和材料来减小应力，提高结构的强度和稳定性。
在优化设计中，我们可以采取以下几种方法。
首先，我们可以通过改变结构的截面形状来减小应力。
在弯曲结构中，截面形状对应力分布有很大影响。
例如，增加结构的高度可以减小应力。
此外，合理设计结构的曲率和半径也可以改善应力分布。
通过优化截面形状，可以使结构承受更大的外力。
其次，我们可以选择合适的材料来优化设计。
材料的强度和刚度对结构的应力分布有很大影响。
选择高强度和高刚度的材料可以减小应力。
此外，考虑材料的耐腐蚀性和耐疲劳性也是优化设计的重要因素。
通过选择合适的材料，可以提高结构的耐久性。
最后，我们可以通过改变结构的支撑方式来优化设计。
不同的支撑方式会对结构的应力分布产生不同的影响。
例如，增加支撑点可以减小结构的应力。
此外，合理设计支撑点的位置和数量也可以改善应力分布。
通过优化支撑方式，可以提高结构的稳定性。
综上所述，弯曲结构的应力分析和优化设计是工程设计中的重要环节。
低合金钢钢筋的变形与应力松弛特性研究
低合金钢钢筋的变形与应力松弛特性研究低合金钢钢筋是建筑工程中常用的一种材料，具有良好的强度和韧性。
然而，在使用过程中，钢筋受到外力的作用会发生变形和应力松弛现象。
因此，对低合金钢钢筋的变形与应力松弛特性进行研究具有重要的意义。
本文将就低合金钢钢筋的变形与应力松弛特性进行深入的探讨和分析。
首先，我们需要了解什么是钢筋的变形。
钢筋在受到外力作用时，会发生由原始状态到变形状态的转变。
钢筋的变形可分为弹性变形和塑性变形两个阶段。
弹性变形是指在外力作用下，钢筋发生刚性变化，当外力消失时，钢筋能够恢复原状。
而塑性变形是指当外力作用超过某一阈值时，钢筋会发生不可恢复的塑性变形。
低合金钢钢筋在弯曲和拉伸等作用下都会发生变形，但其变形特性与普通钢筋有所不同。
低合金钢钢筋由于添加了一定量的合金元素，其强度和韧性得到了提高。
这种高强度低合金钢钢筋在受力后的变形特点主要表现为强度和韧性的兼具。
其弯曲变形可达到一定角度且具有较高的延展性，而拉伸变形则表现出较高的抗拉强度和断裂韧性。
除了变形特性外，低合金钢钢筋还存在应力松弛的问题。
应力松弛是指钢筋在一段时间内受到恒定荷载后，应力会逐渐减小的现象。
这种现象是由于钢材内部的分子结构发生了改变，导致应力逐渐释放。
低合金钢钢筋由于其合金成分的特殊性，其应力松弛性能相对较低。
因此，在工程设计中，需要对低合金钢钢筋进行合理的选材和设计，以避免应力松弛给结构的安全性带来影响。
钢筋的变形与应力松弛特性的研究对于正确使用低合金钢钢筋具有重要的意义。
首先，研究变形特性可以帮助工程师更好地了解低合金钢钢筋的力学性能，从而为工程设计提供准确的数据支持。
其次，钢筋的应力松弛特性的研究可以帮助工程师在设计和施工过程中预测和控制结构的变形和应力松弛情况，从而确保结构的长期安全性。
针对低合金钢钢筋的变形与应力松弛特性的研究，有一些常用的试验方法和分析技术。
其中，常见的试验方法包括弯曲试验、拉伸试验和应力松弛试验等。
钢筋的徐变和松弛
筋的徐变和松弛钢筋徐变：在高应力作用下，钢筋受力后，随时间增长，应变继续增加。
以受弯构件为例，如果材*斗要发生徐变，构件的变形在给定的荷载作用下，构件的变形会越来越越大，就是在一定应力下钢筋被拉长，当然拉力点位置是移动了。
如果钢筋两端拉力点是可以动的，并且这两力是不变的。
时间长，钢筋越来越长，应力不变，应变继续增加，这就是徐变。
随着时间的增加,应变慢慢增加，就变长了。
钢材的松弛是钢材在长度和温度维持固定不变的状态下，预应力筋中的拉应力随时间而发生的损失。
松弛是长度不变，随着时间增长，应力会降低。
钢筋松弛：钢筋受力后，长度保持固定不变，钢筋中应力随时间增长而降低。
如果钢筋两端固定不能移动的，钢筋受力，会使得这个力会越来越小，因为相持时间一久，就疲软了，变松软没劲了。
把钢筋两端点拉住，两个受力点不动，钢筋的应力会越来越小，就叫松弛。
松驰与钢筋微观结构有关,钢筋的应力松弛基本上可以被定性为是金属材料内部位错滑移的宏观结果，长度相对不变，应力损失掉了。
影响钢筋松弛的因素由于钢筋的预应力混凝土结构中预应力钢筋张拉后的长度基本保持不变，钢筋中的应力处于松弛状态。
影响钢筋松弛的主要因素：1、钢筋的松弛随时间而增长，松弛率逐渐下降；2、钢筋松弛且与初始应力大小有关，张拉控制应力值低时应力损失值越小，相反就越大；3、松弛值与钢筋的种类有关，一般的冷拉热轧钢筋松弛损失较冷拔低碳钢丝，碳素钢丝和钢绞线的低，钢绞线的应力松弛较用同样材料钢丝的松弛都大；4、随着温度的增加而增加。
不同控制应力值对应力松弛损失是有影响的，控制应力高则应力松弛损失大。
超荷张拉，一般可减少应力松弛损失。
钢筋直径对应力松弛损失的影响不明显。
冷拉钢筋采取同一张拉方法，经时效与不时效的应力松弛损失相差不明显。
钢筋的松弛在开始阶段发展很快。
减少松弛损失的措施1.超荷张拉法。
2、预应力筋张拉完毕立即灌浆法。
3、补拉法。
4、电热一机械张拉法。
5、钢筋热处理。
装配式建筑施工中的材料应力分析与优化
装配式建筑施工中的材料应力分析与优化装配式建筑是一种高效、环保的建筑施工方式，其核心思想是在工厂中预制构件，然后在现场进行组装。
而在装配式建筑施工过程中，材料应力分析与优化是至关重要的一环。
本文将从材料应力的概念和影响因素入手，以及材料应力的分析与优化方法进行探讨。
一、材料应力的概念和影响因素材料应力是指单位面积上所受到的内部力，也就是物体内部各点之间相互作用产生的应变差引起的内部弹性反作用力。
材料应力通常可分为拉伸、压缩、剪切和弯曲等四种形式。
对于装配式建筑而言，常见的材料应力包括钢结构中的强度、混凝土构件中的抗压能力等。
影响材料应力分析与优化的因素有很多，主要可以归纳为以下几个方面：1. 施工负荷：施工过程中受到的外界荷载会直接影响材料的应力状态。
因此，在进行施工前需要详细评估设计荷载及相应的负荷分析，以确定合理的施工负荷。
2. 材料强度：不同材料具有不同的抗拉、抗压强度等。
在装配式建筑施工中，需要根据实际情况选择适当的材料，以确保其承载能力符合设计要求。
3. 结构连接方式：装配式建筑构件之间的连接方式会对材料应力产生影响。
合理选择结构连接方式可以减小应力集中，提高整体结构的稳定性和安全性。
4. 温度变化：温度变化会导致材料产生热胀冷缩效应，从而引起应力状态发生变化。
装配式建筑施工过程中需要考虑到这一点，并采取相应措施进行调整。
二、材料应力分析方法材料应力分析是装配式建筑施工中必不可少的一项工作，可以通过以下几种方法进行：1. 数值模拟：利用计算机软件对结构进行数值模拟分析，可以得出各个部位的应力情况。
通过调整参数和边界条件，可以优化结构设计方案，以满足安全和承载要求。
2. 物理试验：通过搭建实验模型，对材料进行加载测试，获取实际应力数据。
物理试验可以验证数值模拟结果的准确性，并对结构进行优化。
3. 经验公式：经验公式是根据前人研究和实践总结出的一种模拟方法，在一定程度上可以快速估算出应力情况。
普通松弛力筋和低松弛力筋
普通松弛力筋和低松弛力筋
表1K412015-3的解释与理解：
1.Why普通松弛力筋超张拉5%，低松弛力筋和精轧螺纹钢不需要超张拉？
即普通松弛力筋0→初应力→1.03σcon(锚固)
低松弛力筋0→初应力→σcon(持荷2min锚固)
因为，材料在长期保持拉应力时，出现应力逐渐缓慢下降的现象为应力松弛。
这种损失量相对初应力的比例就是应力松弛率。
普通松弛的这个指标为8%，低松弛的为不大于2.5%。
两者的区别就是在张拉后钢筋的松弛大小上面，松弛是造成预应力损失的原因之一。
松弛率越大，预应力损失就越大，普通松弛力筋后期预应力损失较大，而低松弛力筋后期基本没有预应力的损失。
为了补偿后期的预应力损失，普通松弛力筋需要超张拉3%，而低松弛力筋则不需要超张拉。
2.为什么其他锚具需要超张拉5%，而具有自锚性能的锚具则不需要超张拉？（普通松弛力筋为3%，低松弛力筋为0，普通松弛力筋超张拉的3%为补偿普通松弛力筋后期的预应力损失。
）
因为，使用其他锚具由于锚固性能差异，张拉锚固完成后，仍然会发生较大的预应力损失，所以为弥补后期预应力损失，需要比自锚式锚具超张拉5%。
钢筋松弛系数
钢筋松弛系数摘要：1.钢筋松弛系数的概念2.钢筋松弛系数的计算方法3.钢筋松弛系数的应用4.相关规范和标准正文：一、钢筋松弛系数的概念钢筋松弛系数是指钢筋在受力情况下，由于受到外力作用而产生的变形量与外力作用下的变形量的比值。
它反映了钢筋在受力过程中，由于其材料的弹性性能而产生的变形情况。
在钢筋混凝土结构设计中，钢筋松弛系数是一个重要的参数，直接影响到结构的安全和稳定性。
二、钢筋松弛系数的计算方法钢筋松弛系数的计算方法通常根据钢筋的材料性能、直径、长度等因素来确定。
一般而言，钢筋的松弛系数与钢筋的直径成正比，即钢筋直径越大，松弛系数越大。
此外，钢筋的松弛系数还与钢筋的材料性能、长度等因素有关。
具体的计算公式为：松弛系数= 钢筋重量/ (钢筋直径的平方× 钢筋长度)其中，钢筋重量可以通过钢筋的直径、长度和材料密度来计算。
钢筋直径、长度和材料密度都是影响钢筋松弛系数的重要因素。
三、钢筋松弛系数的应用钢筋松弛系数在钢筋混凝土结构设计中有广泛的应用。
在设计过程中，根据结构的受力情况和钢筋的材料性能，可以合理地选择钢筋的松弛系数，以确保结构的安全和稳定性。
在施工过程中，钢筋松弛系数也是一个重要的控制参数。
合理的钢筋松弛系数可以保证钢筋在受力情况下的变形量，避免结构因变形过大而失去稳定性。
四、相关规范和标准在我国，钢筋松弛系数的相关规范和标准主要有《公路钢筋混凝土及预应力混凝土及桥涵设计规范》JTG D62-2004 等。
这些规范和标准为钢筋松弛系数的计算和应用提供了重要的技术指导。
综上所述，钢筋松弛系数是钢筋混凝土结构设计中的一个重要参数，它的计算方法和应用在相关规范和标准中有详细的规定。
第三章--压弯构件的力学性能
第一节 截面分析的一般方法
一、基本假定 依据弹塑性力学原理，在已知材料本构关系和 构件截面变形的条件下，从理论上说可以对任意构 件截面从开始受力到破坏的全过程进行分析。设一 任意已知钢筋混凝土构件的截面如图3-1所示，为便 于分析，特做如下假设： （1）截面变形服从平截面假设，钢筋和混凝土 之间无相对滑移。 （2）钢筋和混凝土的应力—应变关系为已知。
钢筋混凝土构件通常具有较大的刚度，在荷载 作用下产生的变形很小，一般不致在构件截面引起 明显的二次内力，故第3条假定通常是成立的。 第4条假定即忽略了混凝土的收缩、徐变和温湿 度变化等时随变形可能引起构件的内应力和变形。 事实上，在确实有必要时，这些影响亦可计人材料 本构关系中予以考虑。
二、基本公式 对于受拉、压、弯等以正截面破坏控制的构 件，可据三个基本方程，得到如下全过程分析的通 用方法。设有一任意对称截面如图3-1a，承受偏心 距为 的压力N作用，在截面配臵的受拉钢筋和受 压钢筋分别为 和 。 1、几何（变形）条件 由平截面假定得构件受载后的平均应变如图 3-1c。由于混凝土的塑性变形和拉区裂缝的出现和开 展，使中和轴逐渐往荷载作用一侧移动，压区高度 减小。中和轴以下仍有很小一部分混凝土受拉。
表3-1列出了三类梁的主要特征：
三、偏心受力构件 承受偏心压（拉）力的构件，在力学行为上等 效于构件承受轴向力N和弯矩M的共同作用，称为偏 心受压（拉）构件或压（拉）弯构件，桥梁及建筑 结构中的柱就多属于这类构件。显然，轴心受力构 件和受弯构件为其特例。随偏心距的大小、受拉钢 筋的强度及配筋率、混凝土强度的变化，会有不同 的破坏形态。 （一）基本方程 1、变形条件 研究表明，偏心受压（拉）构件同受弯构件一 样，从开始受力至破坏其平均应变均服从平截面假
高强度钢材压弯构件循环荷载作用下受力性能的有限元分析_邓椿森
2． 1 模型建立 为了研究高强度钢材压弯构件在循环荷载作用
下的受 力 性 能，本 文 采 用 了 大 型 通 用 有 限 元 软 件 ANSYS 中的壳 单 元 SHELL181 建 立 模 型，该 单 元 为 每个节点具有 6 个自由度的 4 节点单元，适于分析薄 至中等厚度的壳结构，适用于线性、大旋转或大应变 非线性分析。模型采用 von Mises 屈服准则及其相关
pl1试件11pl3试件11106r试件15606r试件15s24试件13s34试件13有限元计算结果与试验结果比较figcomparisonbetweenresultsfiniteelementanalysi应力应变曲线参数tablestressstrainrelations钢材q23523537020q46046055010q690690770试件pl3破坏时变形结果比较figdeformationcomparepl3通过以上的比较分析可知本文有限元模型对于压弯构件在常轴力循环弯矩荷载作用下的模拟分析在承载力刚度退化及变形状态等方面均有较高的精度可有效地应用于模拟在地震荷载作用下钢柱的滞回性能研究
建 筑 结 构 学 报（ 增刊 1） Journal of Building Structures（ Supplementary Issue 1）
高强度钢材压弯构件循环荷载作用下 受力性能的有限元分析
邓椿森1 ，施 刚2 ，张 勇1 ，石永久2 ，王元清2 （ 1． 北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044； 2． 清华大学 土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京 100084）
苏明周等［12-14］采用 自 编 的 双 重 非 线 性 有 限 元 程 序 DNSFEM 分析了普通强度钢材不等边箱形截面压 弯构件受 常 轴 力、循 环 弯 矩 作 用 时 的 滞 回 性 能。 材 料采用 8 节 点 40 自 由 度 的 厚 壳 单 元，屈 服 强 度 为 279 MPa。通过有 限 元 分 析，将 压 弯 构 件 的 破 坏 类 型 分为循环塑 性、塑 性 屈 曲、屈 曲 塑 性三 类，并 对 强 震 条件下的板件宽厚比限值提出了建议。
压弯构件试验结果及分析
压弯构件试验结果及分析试验现象及破坏形态根据我国《建筑抗震试验方法规程》JGJ101—96的规定，在最大荷载出现以后，当加载到某一级最大位移对应的承载力下降至峰值荷载的85%时，可认为试件已破坏。
（1）工字形截面试件试件HH-1的滞回曲线和破坏形态如图6-30所示。
当作动器加载至2.06，时，构件应变截面边缘纤维应变开始超过断然应变，进入屈服状态。
作动器加载至4.08，位移级第3圈，出现翼缘开始出现可见的德博瓦桑县变形，屈曲呈半波形，位移回到零位时此时屈曲变形不消失，即有一定的塑性积累。
在加载至5.06.位移级第1圈时，翼缘屈曲更加严重，能明显观察到腹板一侧翼缘科鞭波形向内凹，另线性一侧翼缘呈半波形向外扩，内凹翼缘最大变形处距离加劲板上表面约176mm，外扩翼缘最大变形距离加劲板上表面约92mm，与此同时也能观察到腹板屈曲变形，变形呈一个整波，波峰位置对应于外扩翼缘最大变形位置，位置对应于内凹翼缘最大变形位置，此时发展水平荷载达到最大值;第2圈时翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变，变形更加明显。
在加载至6.08.位移级第1圈时，水平荷载开始下降，德博瓦桑县变形非常明显;第3圈时，水平高度荷载下降至最大荷载的72%，试件破坏，加载停止。
内凹侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面约300mm范围内，外扩侧翼缘发生屈曲变形的部位集中在距加劲板上表面260mm范围内，腹板屈曲变形集中在距加劲板上表面280mm范围内。
试件HH-2的滞回曲线胸膈和破坏形态如图6-31所示。
当作动器加载至2.08，时，构件截面锯齿状边缘纤维应变开始超过屈服应变，进入屈服状态。
当加载至5.06，位移级第1圈时，翼缘开始出现局部屈曲变形，—侧翼缘呈一个半波形内凹，另一侧翼缘呈一个半波形外扩，内凹翼缘最大变形处距离加劲板上表面约174mm，外扩翼缘最大变形距离加劲板上表面约127mm，此时水平荷载达到最大值;第2圈时，腹板开始显现出局部屈曲，屈曲波形秦腔呈六七个波形鼓曲，最大鼓曲部位宽度加劲板上表面约143mm;第3圈时翼缘和腹板的屈曲半波数保持不变，翼缘和腹板的屈曲更加严重。
钢筋松弛系数
钢筋松弛系数摘要：一、钢筋松弛系数的基本概念1.定义及意义2.钢筋松弛现象的产生二、钢筋松弛系数的影响因素1.钢材种类2.钢筋直径3.环境温度4.应力状态三、钢筋松弛系数的计算方法1.实验测定法2.经验公式法四、降低钢筋松弛系数的方法1.选用合适的钢材2.合理设计钢筋直径3.控制施工过程中的应力状态五、钢筋松弛系数在工程中的应用1.钢筋混凝土结构设计2.预应力混凝土结构设计正文：一、钢筋松弛系数的基本概念1.定义及意义钢筋松弛系数，是指钢筋在受力过程中，应力与应变之间的比值。
这个系数是衡量钢筋弹性性能的重要指标，对于保证工程结构的安全和耐久性具有重大意义。
2.钢筋松弛现象的产生钢筋在受到外部应力作用时，会发生变形。
在应力作用下，钢筋内部的晶格结构会发生改变，导致钢筋的弹性模量发生变化，从而产生松弛现象。
这种现象在钢筋承受持续应力的情况下尤为明显。
二、钢筋松弛系数的影响因素1.钢材种类不同种类的钢材其松弛性能存在差异。
一般来说，碳含量较高的钢材松弛系数较低，而合金元素含量较高的钢材松弛系数较高。
2.钢筋直径钢筋直径越大，其松弛系数越大。
这是因为钢筋直径增大，晶格结构的变化程度相应减小，从而导致松弛现象减轻。
3.环境温度环境温度对钢筋松弛系数也有影响。
通常情况下，温度越高，钢筋的松弛系数越大。
这是因为高温会导致钢筋内部晶格结构发生变化，从而影响其弹性性能。
4.应力状态钢筋所承受的应力状态也会影响其松弛系数。
在较高应力状态下，钢筋的松弛现象更为明显。
三、钢筋松弛系数的计算方法1.实验测定法通过实验室对钢筋进行拉伸试验，测定钢筋在不同应力下的应变，从而计算出钢筋松弛系数。
2.经验公式法根据已有的实验数据，推导出钢筋松弛系数与钢材种类、钢筋直径、环境温度等因素之间的关系，从而得到计算公式。
四、降低钢筋松弛系数的方法1.选用合适的钢材在工程设计中，选用松弛性能较好的钢材，可以降低钢筋松弛系数。
2.合理设计钢筋直径合理控制钢筋直径，可以减小晶格结构的变化程度，从而降低钢筋松弛系数。
钢筋松弛系数
钢筋松弛系数【原创实用版】目录1.钢筋松弛系数的定义与意义2.钢筋松弛系数的计算方法3.钢筋松弛系数的应用范围和影响因素4.钢筋松弛系数的相关规范与标准5.钢筋松弛系数在实际工程中的应用案例正文钢筋松弛系数是指钢筋在受力后产生的应力松弛现象的度量，它反映了钢筋在长期荷载作用下应力的变化情况。
在钢筋混凝土结构中，钢筋松弛系数是一个重要的设计参数，因为它直接影响到结构的安全性和耐久性。
一、钢筋松弛系数的定义与意义钢筋松弛系数是用来描述钢筋在应力作用下的变形情况的一个系数。
具体来说，它表示的是钢筋在受到拉伸应力后，应力随时间变化的情况。
在实际工程中，钢筋松弛系数对于保证钢筋混凝土结构的安全性和耐久性具有重要意义。
二、钢筋松弛系数的计算方法钢筋松弛系数的计算方法通常有两种：一种是基于试验数据的经验公式法，另一种是基于理论分析的计算方法。
经验公式法是根据大量的试验数据归纳总结出来的，它具有一定的准确性和实用性。
而计算方法则是通过理论分析和数值模拟得出的，它具有较高的理论可靠性，但计算过程较为复杂。
三、钢筋松弛系数的应用范围和影响因素钢筋松弛系数的应用范围主要涉及到钢筋混凝土结构的设计和施工。
在设计阶段，钢筋松弛系数可以用来确定钢筋的尺寸和配置，以保证结构的安全性和耐久性。
在施工阶段，钢筋松弛系数可以用来控制钢筋的张拉程度，以保证结构的几何尺寸和质量。
影响钢筋松弛系数的因素主要有钢筋的材料性能、几何尺寸和受力状态等。
其中，钢筋的材料性能是最重要的因素，它直接影响到钢筋的强度和变形性能。
四、钢筋松弛系数的相关规范与标准在我国，关于钢筋松弛系数的规范和标准主要有《公路钢筋混凝土及预应力混凝土及桥涵设计规范》JTG D62-2004 等。
这些规范和标准对于钢筋松弛系数的计算方法和应用范围等都做了详细的规定。
五、钢筋松弛系数在实际工程中的应用案例钢筋松弛系数在实际工程中的应用案例非常广泛，比如在桥梁、隧道、高层建筑等结构中都有应用。
钢筋松弛系数
钢筋松弛系数（relaxation coefficient of steel reinforcement）是用来描述钢筋在长期加载情况下的松弛行为的一个参数。
以下是对其描述的改进：
钢筋松弛系数是指钢筋在长时间受力后，由于内部应力的重新分布和材料的松弛效应，相对于初始加载时的应力，其应力逐渐降低的程度。
钢筋松弛系数对于结构工程和设计非常重要，它反映了钢筋在长期使用过程中的力学性能变化。
该系数通常用一个介于0和1之间的比值表示，其中0表示无松弛，1表示完全松弛。
钢筋松弛系数的数值可以通过试验或理论模型的方法进行测定。
该系数随着时间的增加而增加，并受到多种因素的影响，如载荷水平、环境条件、钢筋类型等。
在工程实践中，钢筋松弛系数的考虑对于长期加载的结构设计和预测其性能具有重要意义。
它可以用于评估和调整结构设计中的荷载、挠度和变形等参数，以确保结构的安全性和可靠性。
需要注意的是，钢筋松弛系数是描述长期荷载作用下材料行为的一个指标，对于不同类型的钢筋和实际情况可能会有差异。
在具体应用时，应结合实际情况进行分析和考虑。
钢管压弯构件稳固分析
钢管压弯构件稳固分析汪震武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉 （430070)摘要：本文采纳非线性有限单元法，利用ANSYS 程序分析钢管压弯构件的极限承载力。
在此基础上，分析初始缺点、长细比及两头作用不等弯矩等因素对该类构件稳固承载力的阻碍。
关键词：非线性有限元，初始缺点,长细比,不同端弯矩1. 引言随着建筑科技进展，钢管结构在土木工程中的应用日趋普遍。
钢管结构在输电铁塔、网架、网壳和海洋平台等空间结构中都有应用。
而构件的稳固性对结构安全有重要阻碍。
在空间钢构件的受力中，如钢塔架结构，在设计中一样是将其看做空间桁架结构进行内力计算，但实际结构作历时，由于构件之间的连接特性，彼此之间有必然的约束，构件同时经受轴力与弯矩。
若考虑几何与材料非线性，计算压弯构件的稳固承载力要用极限荷载稳固理论及非线性有限元法。
比较经常使用的数值计算方式是数值积分法[1]，本文采纳ANSYS 有限元软件进行稳固承载力的计算。
2. 稳固问题大体概念稳固是结构所处的一种状态。
建筑结构及其构件在荷载作用下，外力和内力必需维持平稳。
平稳状态是不是能长期维持，是平稳状态的性质。
平稳状态具有稳固和不稳固的两种不同的性质。
当平稳状态具有不稳固的性质时，轻微的扰动就会使结构或其组成构件产生专门大的变形而最后丧失承载力，这种现象就称为失去稳固性或失稳[2]。
失稳的真正含义是几何突变，即在任意微小的外力干扰下物体或结构的几何形状发生了专门大的改变，在撤除微小的外力干扰后，物体或结构并非能恢复到原先的几何形状。
失稳意味着稳固平稳向不稳固平稳的转移。
稳固分析确实是要找出从稳固平稳转化为不稳固平稳的临界荷载值。
3. 非线性有限元分析有限元建模本文利用ANSYS 对某给定截面尺寸的圆管截面压弯构件稳固性能进行分析。
截面尺寸为内半径92mm,外半径102mm ；材料为理想弹塑性：弹性模量为GPa E 206 ；屈服强度为为图1 残余应力散布 图2 构件受力简图MPa 235；两头约束为完全铰接；初弯曲为构件的一阶线性屈曲模态，最大幅值为l l ,1000/为构件的计算长度；残余应力的散布如图(1)；截面积为295.60cm ；惯性矩为487.2874cm ；单元模型为beam189；依照有关研究，轴心压力与弯矩交叉作历时，改变加载顺序对构件极限荷载阻碍很小[3],本文先加弯矩再加轴力；构件受力模型如图2所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｓ ｒ ｓ ｅ ａｙ ｉ ｆＣｏ ｔ ｅ ｓ ｓＡｎ ｌｓｓｏ ｍｐ ｅ ｓｏ ｎ ｅ ｕ ｅＭ ｅ ｂ ｒｄ ｅｔ ｄ ｎ ｒ ｒ ｓｉ ｎ ａ ｄ Ｆｌｘ ｒ ｍ ｅ ｕ Ｏｒ ｉ ａ ｙ ｏ Ｓ ｅ ｌ ｒＲｅａ ａ ｉ ｎ ｔｅ Ｂａ ｌ ｘ ｔｏ
现 出来 。根据应力松弛 的定 义 ， 应变保持 不变 ， 只考虑应 前提 下 ， 用 以下分 析假定ｌ： 采用平 截 面假定 ； 采 采 ① ６ ｌ ② 力 与时间的关 系 ，金属材料 的应力松 弛通 过 ＭＡ ＷＥ Ｌ 用 变形 协 调假 定 ； 钢 筋 和混 凝 土 的应 力应 变 关 系 均 Ｘ Ｌ ③
力学模 型来 分析 。具有线 弹性 （ 弹簧 ） 和线黏性 （ 阻尼器 ） 计 算 的基本 假定 。 由于钢 筋混凝 土工 作机 理非 常复 杂 ， 行 为的组合体可 以很好地将材料 的滞 弹性 和黏 性行为表 要 想 精 确地 捕 述 其过 程 很难 ， 故在 保 证 分析 有 效 性 的
Ｙ ａ ｉ ｉＺ ａ ｇ ａ ｑｎ ｕ ｎＱ ｆ ， ｈ ｎ ｎ ｉｇ ｅ Ｙ
实 际Ｔ程 中 ， 凝土 压 弯构件 应 用非 常普 遍 ， 混 车辆 式 中 ： 。 ｏ 为初 始应 力 ；、 分 别 为应力 松 弛 时间 和时 间 ｒ ｔｔ 两 荷 载作 用 下 的城 市 立 交 桥 组 合 桥 面 板 就 是 一 个 典 型 因子 ， 者均 与材 料特 性相 关 。 的例 子 ， 它是 南多 根不 同截 面或 形状 的混 凝 土梁 组 合 ＭＡ ＷＥ Ｌ模 型适用 于兼 具 弹性 和黏性 机理 变 形 Ｘ Ｌ
而成 。大 多数 现役 混凝 土桥 梁均 采用 预应 力 钢筋 或者 特征 的物质或材料 。 属是典型的黏弹性材料 ， 金 主要 构成 混合 配 筋 的结 构 形 式 ， 多学 者 对 预应 力 钢 丝或 钢 绞 材料 为金 属 的钢筋 也具有 黏弹性 。 Ａ ＷＥ Ｌ模 型适用 很 Ｍ Ｘ Ｌ 反映 的应力 松弛过 程只有 １ 个含 时间 线 的松 弛性 能进 行 了研 究 ｌ ， 】１但考 虑 普通 钢 筋应 力 松 于一维 受力状态 。
基 础 与 结 构 工 程 器
Ｆｏｕ ａｔｏｎ髓 Ｓｔｕ ｔ ｒ ｇｉ ｅｒｎｇ ｎｄ ｉ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｅｎ ｎｅ ｉ
压弯构件 考虑普通钢筋松弛性 能的应 力分析
袁启 飞 ， 张延 庆
（ 京 丁业 大 学 建 筑 工 程 学 院 ， 京 １ ０ ２ ） 北 北 ０ １４
摘 要 ： 属 材 料 具有 松 弛性 能 。分 析 了压 弯 构 件 考 虑 普 通 钢 筋 应 力 松 弛 的混 凝 土 应 力 ， 出 了 钢 筋 与 混 凝 土 各 自的 应 金 给 力 随 时 间增 长 的变 化 规 律 ， 并通 过 算 例 分 析 了应 力 松 弛 时 间 和 约 束 方 式对 构件 中混 凝 土 应 力 的影 响 ， 证 了所 推 公 式 的 验
弹黏性体模 型 描述 （ 见图 １ ， ）用公式表示为 ：
Ｏ＝ － Ｒ －Ｏ０ ｅ 。 （） １
服从 虎 克定 律 ； 不 考 虑 剪力 对轴 向和 弯 曲变 形 的影 的影 响 ⑤
为叙 述 方 便 ， 公 式 中 的符 号 作 如 下 规 定 ： 用 对 所
钢筋 混 凝 土压 弯 构 件在 出现裂 缝 以前 ， 力 应 变 应 基本 呈线性 关 系 ． 力状 态 与均质 线 弹性体 相似 ， 凝 应 混 土 的应 力可 以采用 折 算 截 面法 ｌ 材料 力 学 知识 进 行 ５ ｌ 按
与时间相关 的材料 的应力松 弛行 为可 以通过黏弹性 计 算 ， 方 法 的 前提 是 须满 足 受 弯构 件 正截 面承 载 力 该
符 号 的下 标 “” ｓ 表示 钢 筋 ； ｃ 表 示 混凝 土 ； 标 数 字 “” 下 … ’“ ” “” 别 表 示 底 排 、 排 及 第 ｉ 钢 筋 ； １ 、２ 、 分 顶 排 下标
网 １ 金 属 材 料 应 力 松 弛 的 ＭＡ ＷＥ Ｌ模 型 Ｘ Ｌ
“ ” 示钢 筋 的初 始 应力 ； 标 中 的脚 标 “ 表 示 相 关 ０表 上 尺”
弛性 能 的混凝 土应 力分 析 则较 少 。
的指数 函数 ． 本文 钢筋对应不 同时 间的单 向受拉状态 符
笔者研 究 了普通 钢 筋考 虑 自身应 力松 弛性 能 的受 合模型 的适用 条件 ， 故可 以用其 分析钢筋 的应力松 弛。 力 变 化 对 混凝 土 应 力 的影 响 ， 在黏 弹 性 力 学基 本 原 ２ 压弯构 件 应 力分析 并
． 理 和材 料 力学 知 识 的基 础 上 ， 合力 平 衡 条 件 和位 移 ２ １ 分 析 的 基 本 假 定 结
协 调条 件 ， 推导 压弯 构件 中混 凝 土的应 力计 算公 式 。 分 析 了普 通 钢 筋应 力 松 弛 对结 构 承载 能 力 的影 响 。
１ 钢 筋 的应 力松 弛模 型
２１牟第５ ９ ） ９ 啼 术门 ０１ 期（ 竹 第２巷 荔技 盯 １ １ ２
器 基础 与 结 构 工程
Ｆｏｕｎ ｔｏｎ敬 Ｓｔｕ ｔ ｒ ｇｉ ｅｒｎ ｄａ ｉ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｅｎ ｎｅ ｉｇ
参 量 因子 。 ２ ２ 钢筋 的应 力分析 ．
态， 由于混 凝 土 抗 压不 抗 拉 ， 截 面危 险 点位 于 受 拉 梁