混凝土在高温和应力下的耦合本构关系

本项目在改进试验量测技术的基础上，完成了混凝土高温力学性能的多项试验：不同温度-应力途径下的强度及冷却后的残余强度、高温时反复加卸载下的变形、应力作用下温度升降时的变形，高温徐变等。试验结果和分析证明混凝土的强度和变形值不仅取决于温度，还因温度-应力途径不同而有很大变化。分别考虑温度和应力作用的传统方法有极大的误差。给出了不同途径下混凝土高温强度的上、下限曲线和相应的计算式。混凝土高温变形除了有自由膨胀、应力引起应变和高温徐变外，还必须考虑瞬态热应变。根据四个变形分量的规律建立了相应的混凝土高温耦合体本构关系。在约束杆件的高温内力试验中加以验证。本构关系可应用于结构的抗火性能分析和火灾损伤评估。 2100433B

本书是钢筋混凝土材料和构件在常温和高温(达900℃)下力学性能的试验研究论文集，是从作者从事教学和科研工作50年以来所撰写的多篇论文以及与合作者(包括所指导的研究生)共同发表的约百篇论文中选编而成。全书共有论文35篇，编为6个专题：新型构件和结构，加气混凝土材料和板材，混凝土的基本力学性能，混凝土的多轴强度和本构关系，材料的高温性能和耦合本构关系，构件的高温性能和计算方法。它们从一个侧面反映了我国国民经济和基本建设事业发展和需求的历程，以及钢筋混凝土结构工程的实际应用和研究工作技术水平的不断提升。

书中介绍了有关研究课题的具体试验研究方案和主要成果，其中属于应用基础类的研究成果占很大篇幅。书中提供的试验数据、性能规律、机理分析、计算模型和公式，以及理论分析方法等可供工程实际应用。此外，书中所展示的开展钢筋混凝土结构丁程类研究丁作的思路和方法，也将对研究人员有所启示。书中特别强调了突破试验技术的障碍，自行设计新型试验方法和研制专用试验设备的重要性。例如书中创建的叠合梁的二阶段加载试验方法，混凝土受压和受拉应力应变全曲线的试验量测方法，混凝土立方试件的真三轴加载设备，以及材料和构件的高温试验炉等，对于开拓新的研究领域，提高研究水平，深人揭示重要的力学现象和规律，提供机理分析和物理模型，获取高质量研究成果等起了决定性的作用。

本书可供从事结构工程的科研和设计技术人员，以及高等学校结构工程类专业的师生在研究、设计和教学工作中作参考。

根据金属应力腐蚀理论，应力状态下的钢筋在一定腐蚀环境中将表现出多场耦合行为，其锈蚀特性较单一环境因素作用时不同。本项目采用多因素耦合与多尺度分析的理念，研究钢筋在环境-应力耦合作用下的锈蚀特征及演化规律。首先将不同环境因素与拉应力相耦合，正确模拟混凝土内钢筋锈蚀过程的实际工况，从微-细-宏观尺度对不同条件下钢筋的锈蚀特征进行系统研究；其次将分形理论与定量体视学相结合，探求不同腐蚀条件下钢筋不均匀锈蚀的定量表征指标，基于粗糙表面分形模拟技术及时间序列方法，实现钢筋锈蚀过程中表面形貌演化过程的数值模拟；最后结合损伤力学与分形理论，提出一种兼顾钢筋不均匀锈蚀损伤细观特征描述与宏观损伤力学分析需要的分形损伤变量，建立宏-细观结合的钢筋锈蚀损伤演化方程与内蕴损伤变量的本构关系，为混凝土结构耐久性评估、寿命预测及数值模拟提供理论指导。