混凝土在高溫和應力下的耦合本構(gòu)關系

本項目在改進試驗量測技術的基礎上，完成了混凝土高溫力學性能的多項試驗：不同溫度-應力途徑下的強度及冷卻后的殘余強度、高溫時反復加卸載下的變形、應力作用下溫度升降時的變形，高溫徐變等。試驗結(jié)果和分析證明混凝土的強度和變形值不僅取決于溫度，還因溫度-應力途徑不同而有很大變化。分別考慮溫度和應力作用的傳統(tǒng)方法有極大的誤差。給出了不同途徑下混凝土高溫強度的上、下限曲線和相應的計算式?；炷粮邷刈冃纬擞凶杂膳蛎?、應力引起應變和高溫徐變外，還必須考慮瞬態(tài)熱應變。根據(jù)四個變形分量的規(guī)律建立了相應的混凝土高溫耦合體本構(gòu)關系。在約束桿件的高溫內(nèi)力試驗中加以驗證。本構(gòu)關系可應用于結(jié)構(gòu)的抗火性能分析和火災損傷評估。 2100433B

本書是鋼筋混凝土材料和構(gòu)件在常溫和高溫(達900℃)下力學性能的試驗研究論文集，是從作者從事教學和科研工作50年以來所撰寫的多篇論文以及與合作者(包括所指導的研究生)共同發(fā)表的約百篇論文中選編而成。全書共有論文35篇，編為6個專題：新型構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，加氣混凝土材料和板材，混凝土的基本力學性能，混凝土的多軸強度和本構(gòu)關系，材料的高溫性能和耦合本構(gòu)關系，構(gòu)件的高溫性能和計算方法。它們從一個側(cè)面反映了我國國民經(jīng)濟和基本建設事業(yè)發(fā)展和需求的歷程，以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程的實際應用和研究工作技術水平的不斷提升。

書中介紹了有關研究課題的具體試驗研究方案和主要成果，其中屬于應用基礎類的研究成果占很大篇幅。書中提供的試驗數(shù)據(jù)、性能規(guī)律、機理分析、計算模型和公式，以及理論分析方法等可供工程實際應用。此外，書中所展示的開展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)丁程類研究丁作的思路和方法，也將對研究人員有所啟示。書中特別強調(diào)了突破試驗技術的障礙，自行設計新型試驗方法和研制專用試驗設備的重要性。例如書中創(chuàng)建的疊合梁的二階段加載試驗方法，混凝土受壓和受拉應力應變?nèi)€的試驗量測方法，混凝土立方試件的真三軸加載設備，以及材料和構(gòu)件的高溫試驗爐等，對于開拓新的研究領域，提高研究水平，深人揭示重要的力學現(xiàn)象和規(guī)律，提供機理分析和物理模型，獲取高質(zhì)量研究成果等起了決定性的作用。

本書可供從事結(jié)構(gòu)工程的科研和設計技術人員，以及高等學校結(jié)構(gòu)工程類專業(yè)的師生在研究、設計和教學工作中作參考。

根據(jù)金屬應力腐蝕理論，應力狀態(tài)下的鋼筋在一定腐蝕環(huán)境中將表現(xiàn)出多場耦合行為，其銹蝕特性較單一環(huán)境因素作用時不同。本項目采用多因素耦合與多尺度分析的理念，研究鋼筋在環(huán)境-應力耦合作用下的銹蝕特征及演化規(guī)律。首先將不同環(huán)境因素與拉應力相耦合，正確模擬混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕過程的實際工況，從微-細-宏觀尺度對不同條件下鋼筋的銹蝕特征進行系統(tǒng)研究；其次將分形理論與定量體視學相結(jié)合，探求不同腐蝕條件下鋼筋不均勻銹蝕的定量表征指標，基于粗糙表面分形模擬技術及時間序列方法，實現(xiàn)鋼筋銹蝕過程中表面形貌演化過程的數(shù)值模擬；最后結(jié)合損傷力學與分形理論，提出一種兼顧鋼筋不均勻銹蝕損傷細觀特征描述與宏觀損傷力學分析需要的分形損傷變量，建立宏-細觀結(jié)合的鋼筋銹蝕損傷演化方程與內(nèi)蘊損傷變量的本構(gòu)關系，為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估、壽命預測及數(shù)值模擬提供理論指導。