应力集中点

更新时间:2021-01-31 20:54

应力集中点,指的是点弯曲梁中将U形切槽梁三点弯曲的应力集中系数与对应的U形切槽梁纯弯曲的应力集中系数。所得的应力集中系数应用于三点弯曲梁的无量纲最大承载力和挠度的分析,可以全面考虑切槽深度和切槽宽度的影响。点弯曲梁被广泛应用于测试材料的断裂性能,但对准脆性材料难以制作尖锐的裂纹,因此考虑三点弯曲梁具有U形切槽,此时可以用应力集中系数来表征切槽端部的应力峰值。

技术原因

混凝土凝固时,一些与水泥颗粒结合,使体积减少,称为凝缩。另一些蒸发,使体积减小,称为干缩。混凝土的干燥过程是从表面逐步扩展到内部的,在混凝土内呈含水梯度。因此产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,致使表面混凝土承受拉力,内部承受压力。当表面混凝土所受的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。

设计要求

1、结构设计因素:经过我方技术人员对设计图纸的分析,原设计图纸中梁体跨中20m范围内的水平构造钢筋配筋率为3‰,配筋率偏小,且分布间距偏大,梁端配筋率为6‰,混凝土收缩时所配钢筋不能完全消除混凝土的干缩变形所引起的内部应力时首先从薄弱部位开始出现裂缝。

2、施工原材料:经过对施工所采用的各种原材料进行重新检验,发现存在以下不利因素:

(1)水泥采用三峡牌p.o42.5水泥,经检验符合规范要求。水泥用量为476kg/m3,水泥用量偏大。混凝土在硬化过程中,水泥水化放热,水泥用量大,水化热热量大,从而使混凝土的温度收缩应力增大。

(2)碎石有石灰岩碎石和河卵石碎石两种,发现石灰岩碎石中的灰粉含量较大。灰粉在混凝土硬化凝结时吸收水分,引起混凝土凝缩。

(3)搅拌用水为东河河水,砂为开县乐园产中粗砂;减水剂为重庆久鑫混凝土外加剂厂生产jx-nno型高效减水剂,以上材料经检验均合格。

实验方法

三点弯曲梁被广泛应用于测试材料的断裂性能,但对准脆性材料难以制作尖锐的裂纹,因此考虑三点弯曲梁具有U形切槽,此时可以用应力集中系数来表征切槽端部的应力峰值。用有限单元法计算了三点弯曲梁的U形切槽顶部的应力集中系数,给出了应力集中系数随切槽深度和切槽宽度变化的规律,弥补了现有应力集中系数手册的欠缺。将U形切槽梁三点弯曲的应力集中系数与对应的U形切槽梁纯弯曲的应力集中系数作比较,发现前者比后者小,最大相对偏差达到-7.3%。将所得的应力集中系数应用于三点弯曲梁的无量纲最大承载力和挠度的分析,可以全面考虑切槽深度和切槽宽度的影响。

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