4-3混凝土弹塑性本构关系
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弹塑性本构关系的认识及其在钢筋混凝土结构中的应用浅谈摘要:本文首先对弹塑性本构关系和钢筋混凝土材料的本构模型作了简要概述,然后结合上课所学知识和自己阅读的几篇文章,从材料的屈服准则、流动准则、硬化准则和加载卸载准则等四个方面详细阐述了弹塑性本构关系。
最后,结合上述准则简要论述了混凝土这一常用材料在地震作用下的弹塑性本构关系。
关键词:弹塑性本构关系,钢筋混凝土,地震Understanding of Elastoplastic Constitutive Relation and a Brife Talk of Its Aapplication to Reinforced Concrete StructureAbstract:This paper firstly makes a brief overview about elastoplastic constitutive relation and reinforced concrete constitutive model. Then,elaborating the elastoplastic constitutive relation from the four aspects of material yield criterion,flow rule,hardening rule,loading and unloading criterion based on what I have learned in class and reading from a few articles. Lastly,a simply introduction on the elastoplastic constitutive of reinforced concrete under earthquake is demonstrated.Keywords:elastoplastic constitutive relation; reinforced concrete structure; earthquake1 引言钢筋混凝土结构材料的本构关系对钢筋混凝土结构有限元分析结果有重大的影响,如果选用的本构关系不能很好地反映材料的各项力学性能,那么其它计算再精确也无法反映结构的实际受力特征。
作业1:总结典型的混凝土本构模型类型,并就每种类型给出有代表性的几个模型按照力学理论基础的不同,已有的本构模型大致分为以下几种类型:以弹性理论为基础的线弹性和非线性弹性本构模型;以经典塑性理论为基础的弹全塑性和弹塑性硬化本构模型;用内时理论描述的混凝土本构模型等。
1、 混凝土单轴受力应力—应变关系1.1 混凝土单向受压应力—应变关系 1、 saenz 等人的表达式saenz 等人(1964年)所提出的应力—应变关系为0230000=1(2)(21)()()S E E E εσεεεαααεεε++---+图1 混凝土单轴受压应力--应变关系2、 Hognestad 的表达式Hognestad 建议的模型,其应力—应变曲线的上升段为二次抛物线,下降段为斜直线,如图2所示,表达式为2000=[2()]εεσσεε- 0εε≤ 000=[1-0.15()]cu εεσσεε-- 0cu εεε≤≤图2 Hognestand 建议的应力--应变关系3、 GB50010—2002建议公式我国《混凝土结构设计规范》所推荐的混凝土轴心受压应力—应变关系为01εε≤(上升段)3000[(32)(2)()]aa a εεσααασεε=+-+- 01εε>(下降段) 00200/(-+c εεσσεεαεε=1)式中,a α表示应力—应变曲线的上升段参数;c α为下降段参数。
4、 CEB —FIP 建议公式CEB —FIP 模式规范建议的单轴受压应力—应变关系为20000(/)(/)1(2)(/)k k εεεεσσεε-=+-式中,k 为系数,00(1.1)(/)C k E εσ=,C E 为混凝土纵向弹性模量。
2、混凝土非线性弹性本构模型1、 混凝土非线性弹性全量型本构模型当材料刚度矩阵[]D 用材料弹性模量E 和泊松比ν表达,则为全量E-ν型;如果材料的刚度矩阵[]D 用材料模量K 和剪变模量G 表达,则为全量K —G 型。