基于损伤的混凝土梁的承载力研究

其中，ｔ，， ，， 为 Ｃｕｈ 应力分量 ， ， （Ｊ＝１ ３ －ｆ ｆ ２ ） ａｃｙ
力学性能［］ 这与传统的强度理论假设材料处处 占， ，＝１ ， １。 ＇ ２ ＾ ， ，３ （ ２ ）为线性应变， 删为弹性常 连续 ，毫 无裂 纹相 悖 。大量 的科 研学 者进 行 了实 占 【 ＋ 盯＝ （ — ） Ｊ （ ２ ） ｆ ＯＸ ｋ 验、 理论研 究 。 多研究 己经证 明了混凝 土 的破 坏 许 Ｃ ｋ＝ Ｍ ｍ ｌ ｉ ｋ ｏ ６ ６ ＋“ ６ｌ Ｉ 、 ｌ ＋６６ｌ ） ３ 是其 内部 开裂 的微 裂纹 逐渐 发展 的结 果 ，要想 真
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专业研究与技术实践
基于损伤的混凝土梁 的承载力研究
＼
２ １年第 ３期 ００
土等准脆 性材料 嘲， 损伤 的演化 律 由下式 确 定
。｛［。 ｉ （ ＝厂 三 ５ （ ｃ ： ） １ ＿ ０
其 中 Ｋ为 损伤模 量 ， 引入一 个新 的变 量
程 （） １ 式可 以写成
陷和微 空 隙 的力学作 用理 解 为一ｖ（－２ ） １ ） ｖ １ —
（） ４
损伤场 ， 由此来研究微空隙微缺陷的发展规律， 并
进 而研 究带 有微 缺 陷的材 料或 者结 构 的力 学特性 和 强度特 性 嘲。
式 （ ） 明 ， 伤变 量 的作用 相 当于 一个 刚 １表 损
一
、
基 于损伤 的混 凝土本构 关 系
混凝土 材 料 内存 在 的损伤 （ 缺 陷 ） 可 以看 微 ， 作连 续 的变 量场 （ 损伤 场 ）， 损伤 的发展 导致材 而 料 中弹性 刚度 的降低 ，弹 性模量 在材 料损 伤阶 段
观力 学性 能 的裂化直 至破 坏全 过程 的机 理 、本 构 关系 、 力学 模型 和计算 方法 都 非常 重视 ， 行 了大 进 量 的研 究 。 取得 了许 多成 果 ， 形成 了一 整套 混凝土 结构 的分析 和 设计方 法 。而混凝 土 无论 在先 天形
亦随之降低 。因此损伤可 以用弹性模量的变化来 描述。 引入损伤变量， 此时混凝土的本构方程变为
［．］ ４５
＝
成过程 中还是后天使用过程中都会不可避免的存
在 微缺 陷或微 裂 纹 ，这些微 缺 陷或微 裂 纹又 由于
一
（ Ｄ １ ） 一
（） １
系列 的外 界 因素影 响扩展 为宏 观裂 纹 而影 响其
度减 小因子。随着 损伤的增加 ，有效刚度模量
（一 Ｃ 减小， １ Ｄ） ｆ 直到Ｄ Ｉ 变为零。 ＝ 时， 对于混凝
收稿 日期：０ ０ ０ — １ ２ １ － ７ ２ 作者简介： 燕 （ ９ ６ ） 女 ， 陈 １ ７一 ， 安徽明光人， 滁州职 业技术 学院土木工程 系 师。 讲
杨智 良（ ９４ ）安徽安庆 人， 安徽农业大学农业建筑与能源工程研究所所长， １７－ ， 男， 副教授 ， 硕士生导师。
由式 （ ４ 可 以解 出粱 的顶 部和 底部 的 应 力 １）
一
。
（ Ｙ ） ｈ ０ 一
（ ５ ） １
（ ６ １）
即有效 应 力和 应变 满足 线性 关系 。在单 向应
力状态 下又 退化 为
＝
＝
Ｅｓ
（） ７
ｈ
６ ｙ ｂ。 Ｋ ，—Ｙ ） ｚ ｏ
将ｏ 。 － ｃ
基于损伤 的混凝 土梁 的承载力研究
陈 燕 ， 智 良 杨
（ 滁州职业技术 学院土木ｑ 程系，安徽 滁州 ２ ９０ ； － ３００ 安徽农业大学工学院，安徽 合肥 ２ ０ ３ ） ３０ ６
摘 要 ：混凝土的破坏过程是其 内部开裂的微裂纹逐渐发展 。 损伤 力学 中的连续变量场即损伤场能够 描述微裂纹的发展 ， 中将损伤引入到混凝土梁的承载力计算 ， 文 计算结果表明 ， 混凝土梁的真实承载力比不考
２ １ 年 ９月 ００
滁 州 职 业 技 术 学 院 学 报
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Ｓ ｐ２ ０ ｅ ． ０１
第 九卷 第 ３期
Ｖ０＿ ． ｌ Ｎｏ３ ９
乙 占 （ ６）
将 ． ＝
ｆ— ｔ —Ｙｏ
， 入式 （３ 代 １） ＿
／
（ —２ ｙ 十 （ ２ ｈ， （ 一ｍ） ０ ｍｈ ９ ｍ） ３９＋ ｍ） ＋６２ ） ｈＹ ＋２ ＝０（ ４） １
其 中 ｍ＝
， ＝ 为损 伤模 量 ， 为抗 Ｗ
＝Ｏ ／ 一 ， － （ Ｄ） 称之为有效应力 ， １ 此时本构方 弯 模量 。
当 Ｄ＝ ． ， 据 极 限准 则 ，一 － ０ ５时 根 ｄ ：０ ， 考虑 损 ｏ 则
代入 式 （２ 和式 （ ３ １） １）
二 、 于损 伤 的混凝 土梁 的承载 力 基
一
矩 形 截 面纯 弯 曲梁 由混 凝 土制 成 ，如 图 １
Ｊ ［ ）／ ）１ ， （ ＋１ ：］ 。 ，－ 一 ＿一 （ ｈ
伤后 梁 的承 载 力为
＝
）
示， 由于混 凝 土在 成型 过程 中会 留下 细观 缺 陷 ， 脆
虑损伤时大为降低。
关键 词 ：混 凝 土 ； 伤 ； 载 力 损 承
中图分类号 ：Ｕ ２．７ Ｔ ５８ ５
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：６ １ ５９ （００ ０ —０ ９ ０ １７ — ９ ３２ １）３ ０ ５— ３
混 凝土在 现代 建筑 工程 中是 应用 最为 广泛 的
材 料之 一 ， 长期 以来 ， 人们 对混 凝 土材 料和 构件 宏
：
正 描述 混 凝土 材 料及 其 结 构 的某 些 特 性 和现 象 ，
其 中 是关 于 Ｃ ｒ ｓ ｎ坐标 Ｘ ＝Ｉｌ ２Ｘ］ ａｔ ｉ ｅａ ｘ， ，３ Ｘ
的位移分量 。６ Ｋ ｏ ｅｋ 角， 和 勾Ｌ ｍ ｓ 为 ｒｎｃ 三 ａｅ 常数
：
—
分析结构的使用寿命和安全可靠性，就必需研究 其内部微缺陷的演化规律 。损伤力学将这些微缺