引言
钢筋混凝土是一种非均质复合材料。其行为主要受以下四个组成部分的影响。
- 非线性σ-ε关系
- 压力失效
- 张力下的裂缝发展
- 捆绑混凝土的强度提升
压力区的混凝土
材料行为
混凝土在短期单轴压应力下显示出如下图所示的应力-应变行为。此行为可大致分为三个区域。
区域 I 在大约σc ≤ 0.4·fc的范围内，混凝土表现出近乎线性弹性行为。
区域 II 随着负荷增加，微裂纹形成，导致刚度下降和应变过度增加，直至压力强度fc的达到。 刚度下降和可达到的强度均与负荷速度密切相关。相对短期强度，长期强度有所减少。
区域 III 在形变控制的试验中，在后续区域内，随着应变增大，混凝土结构的破坏进程中应力下降。下降区域内的曲线是局部损伤或混凝土体结构松散的结果。 在荷载控制的试验中，第三个区域不会出现，表现为脆性断裂失效。
材料模型
为描述单轴受力时压力区的材料行为，在EN 1992-1-1中根据(3.14)引入了以下函数。
如下图示意地显示了所得曲线。
根据EC 2, 3.1.5(2)，可以使用其他理想化的应力-应变线，只要它们能适当反映被研究的混凝土的行为。
使用功能极限状态假设
根据EC 2, (3.14)的混凝土应力-应变线在使用功能极限状态计算中采用材料的中等强度。
终极极限状态假设
根据EC 2, (3.14)的混凝土应力-应变线可用于承载能力证明。其中方程和k值中fcm替换为混凝土压强度的设计值fcd，Ecm替换为Ecd = Ecm / γCE (5.20)。