混凝土的三轴强度准则

1清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》混凝土的三轴强度准则江见鲸陆新征清华大学土木系2005清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》强度准则的定义„破坏„开裂，屈服，极限强度……„强度准则：极限强度„单轴拉力，压力和剪力强度不足以反映混凝土破坏强度的普遍情况„混凝土的强度准则是建立混凝土空间坐标破坏曲面的规律清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》三轴试验机„常三轴试验„真三轴试验清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》常三轴试验机2清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》真三轴试验机清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》混凝土破坏面的描述0),,(321=σσσf0),,(321=JJIf0),,(=θρξf0),,(=θτσoctoctf清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》混凝土破坏曲面的特征„子午线清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》混凝土破坏曲面的特征(续)„偏平面3清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》应力不变量之间的关系平均应力八面体应力几何参数应力偏量不变量应力不变量主应力偏量主应力关系符号参数1σ,2σ,3σ1s,2s,3s31Isii−=σ1I,2I,3I3211σσσ++=I3123212σσσσσσ++=I3213σσσ=I1J,2J,3J22123IIJ−=3213133272IIIIJ+−=ξ,ρ,θ31I=ξ22J=ρ2/323233arccos31JJ=θoctσ,octτmoctIσσ==31232Joct=τmσ,mτ31Im=σ252Jm=τ清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》离散模型----ADINA清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》混凝土强度准则模型„分类„按来源„借用古典强度理论„试验回归„纯数学推导„按参数个数„单参数……五参数模型清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》古典强度理论„最大拉应力准则(Rankine强度准则)„剪应力强度准则(Tresca&VonMises)„莫尔库仑强度准则„Drucker-Prager强度准则4清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》最大拉应力准则tf=1σ03cos32),,(1221=−+=tfIJJIfθθ清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》Tresca强度准则()K=−3121σσ0)3/sin(),(22=−+=KJJfπθθ02)3/sin(),(=−+=Kfπθρθρ清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》VonMises强度准则0)(222=−=KJJf清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》比较5清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》莫尔库仑强度准则ϕστtan−=c清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》莫尔库仑强度准则(续)0cossin)3cos(3)3sin(sin31),,(22121=−++++=ϕϕπθπθϕθcJJIJIf清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》Drucker-Prager准则0),(2121=−+=kJIJIfα清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》三参数强度准则„Bresler-Pister强度准则„William-Warnke强度准则„清华大学强度准则6清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》Bresler-Pister强度准则2'''+−=coctcoctcoctfcfbafσστ清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》William-Warnke强度准则清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》William-Warnke强度准则(续)清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》清华大学强度准则1cos5.1=++ξθρρcba7清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》四参数强度准则„Ottosen强度模型„薄膜比拟法清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》Ottosen模型与试验结果比较清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》五参数强度准则„William-Warnke准则„Kotsovos准则„过镇海准则清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》William-Warnke准则8清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》WW准则与准则的关系„a0=b0,a1=b1=a2=b2=0VonMises„a0=b0,a1=b1,a2=b2=0D-P„a0/b0=a1/b1,a2=b2=0WW三参数„参数标定办法清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》WW参数标定办法受压子午线受压子午线受拉子午线受拉子午线清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》Kotsovos五参数模型724.005.0'944.0'+=coctcoctffστ857.005.0'633.0'+=coctcoctffστo60=θo0=θ清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》过镇海五参数模型9297.009.09638.6−−=−−=octoctdoctoctoctccbaσσσστ25.1)5.1(sin3319.7)5.1(cos2445.12θθ+=c9清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》过镇海五参数准则与试验比较清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》双剪应力强度准则012133=−+=cfττif2312ττ≥0'23133=−+=cfττif2312ττ≤0)(213213=−+−=cfσσσif)(21312σσσ+≤0)(21'3213=−−+=cfσσσif)(21312σσσ+≥清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》双剪应力强度准则示意图清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》破坏强度准则的比较与评价„偏平面比较10清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》破坏强度准则的比较与评价„子午线比较清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》破坏强度准则的比较与评价„二轴应力比较清华大学研究生课程——《钢筋混凝土有限元》带有知识(数据库)的破坏模型结构特点、计算等级选择模型形式材料特点、构件特点选择试验点并加权自动确定模型参数1、2、3、4、5参数模型混凝土三轴试验数据库