考虑应变率效应与尺寸效应影响的普通混凝土名义抗拉强度理论预测方法*
2021-10-09杜修力
建筑结构 2021年17期
李 冬,杜修力,金 浏
(北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室,北京 100124)
0 概述
随着我国经济、社会的持续高速发展,土木工程在基础建设方面发挥着举足轻重的作用。工程结构服役期间承受着不同类型的静、动态荷载,按照荷载应变率进行分类,包括蠕变(10-8~10-7s-1)、准静态(10-6~10-5s-1)、汽车冲击(10-4~10-3s-1)、飞机冲击(10-2~10-1s-1)、导弹或落石等冲击(100~102s-1)、地震(10-4~102s-1)以及爆炸(10-2~103s-1)等[1]。我国是地震多发国家,自2008年汶川地震以来,工程结构抗震问题已成为土木工程领域的研究热点之一。此外,随着全球恐怖袭击、战争隐患等日益剧增,工程结构抗爆、耐冲击等问题亦成为重点研究对象。因此,工程结构(尤其是大型工程结构)在动力荷载作用下的力学性能评估与安全设计十分重要。
混凝土自诞生至今,一直是土木工程领域应用最为广泛的一类工程材料。混凝土是典型的率敏感材料,其宏观力学性能存在显著的应变率效应。应变率效应是指在动态加载条件下,以强度为代表的力学性能指标随荷载应变率增大而提高。1917年,Abrams[2]首次提出了混凝土材料的应变率效应问题。其后,各国学者对此开展了大量试验研究,得到的普遍结论是:低应变率加载条件下,强度随应变率增加缓慢提高;高应变率加载条件下,强度随应变率增加加速提高[3-9]。关于混凝土材料率敏感性的机理还没有一个较完善的统一解释,主要有五类影响因素,包括热活化与宏观黏性、能量耗散、混凝土中自由水黏性、惯性力和试验方法[10]。……
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