混凝土泊松比（混凝土泊松比一般取多少）

本篇文章给大家谈谈混凝土泊松比，以及混凝土泊松比一般取多少对应的知识点，文章可能有点长，但是希望大家可以阅读完，增长自己的知识，最重要的是希望对各位有所帮助，可以解决了您的问题，不要忘了收藏本站喔。

本文主要内容一览

• 1、钢筋混凝土楼板设计中常见的问题
• 2、大体积混凝土温控技术
• 3、钢管混凝土柱子受压性能分析
• 4、混凝土结构实体检测分为破损法和非破损法想问下破损和非破损分别有哪些

混凝土泊松比（混凝土泊松比一般取多少）

1钢筋混凝土楼板设计中常见的问题

众所周知,楼板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,故楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件的安全。所以,我们应注意现浇板的设计,本文分析了钢筋混凝土楼板设计中的几个常见问题,提出了自己的一些看法。

1前言

有些设计人员,特别是刚从学校毕业走上工作岗位的同志,缺少工程实践经验,若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。本文拟从几个方面讨论楼板设计中常见的问题。

2结构受力机理不清、混淆板的类型

结构机理是指结构在荷载作用下受力后的行为表现,或结构通过怎样的作用将荷载传至支座。为计算方便或对板的受力机理认识不清,简单地将双向板作为单向板进行配筋计算,计算假定与实际受力状态不符,导致一个方向配筋过大,而另一方向仅按构造配筋,造成此方向受力钢筋配置严重不足,致使板出现沿该跨方向的裂缝。所以,应正确地理解板的受力机理,区分现浇板是单向板还是双向板,并且将其荷载合理地分配到板的四周支承结构上。

3荷载处理问题

当按弹性理论求多跨连续双向板的支座最大负弯矩时,如果活荷载不按基本假定的满跨布置而是按棋盘式布置时,区格板会发生破坏。因为支座上承受负弯矩钢筋伸出长度不够,过早截断或弯下造成的。

在民用建筑中,由于建筑物的建筑功能要求,常常在楼板的某些位置上布置一些非承重隔墙。因此在设计过程中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板,这样会给上部的楼板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板的顶面出现裂缝。同时该隔墙又将上部板的荷载传到其下部的支承结构。

4内力分析与截面设计问题

双向板的计算忽略了材料泊松比的影响。如果双向板按弹性理论进行计算,其计算较复杂,设计时常常采用查表方法。但一般情况下,大多数表格给出的是泊松比=0时各相应支承情况下的系数。而混凝土的泊松比=1/6(或0.2),在计算跨中弯矩时应考虑混凝土泊松比,进行内力调整计算。设计人员在计算过程中往往忽略了该跨中弯矩的调整,使跨中弯矩偏小,造成现浇板配筋不足而出现裂缝。有些设计人员干脆按刚结条件确定支座弯矩,按四边简支确定跨中弯矩,造成很大的浪费;也有些设计人员简单地按单向板的调幅方法将一部分支座弯矩移至跨中,这样可能造成跨中两个方向抵抗力分配不均衡,影响正常使用。此外,普通钢筋混凝土板在正常使用状态下一般都开裂,特别是支座处,由于峰值应力较大,开裂显著,则弯矩会自动向跨中转移。这样,仅仅按弹性方法设计和配筋会对跨中不利。

5温度收缩钢筋的设计问题

规范10.1.9条,在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150-200mm,并应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋。板的、下表面沿纵,横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%。

温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置,也可另行设置构造钢筋网,并与原有钢筋接受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。

如果温度收缩钢筋利用原有钢筋贯通,那么,在不同轴线位置的上部负筋各小相同,如1轴为8@200,2轴为1O@150,3轴8@180,贯通钢筋如何处理:一种处理方法可采用以配筋最大的支座钢筋为基础,通k配筋,这种可减少上部钢筋的种类,这对设汁及施工方来说都较简单,明确,但不足之处就是增大了较小支座的负筋,造成较大的浪费,另一种处理方法,以配筋最大的支座钢筋为基础,隔根布筋,在两根通长钢筋之间扣除通长钢筋的面积后补足配筋不足支座应配钢筋,并且满足规范规定的钢筋间距要求,第三种方法是统一支座处负筋间距,然后按隔根布筋原则交错将本支座负筋与邻近支座负筋搭接。后两种方法虽没有增加较小配筋支座的钢筋用量,但增大了设计的工作量。

采用设置构造钢筋网,并与原有钢筋接受拉钢筋的要求搭接,就存在一个问题,在构造钢筋与受力钢筋直径不同时,搭接长度应该取受力钢筋的直径计算还是取温度收缩钢筋的直径计算?根据规范9.4.3条,位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率,对梁类、板类及墙内构件不宜大于25%,那么受力钢筋与构造钢筋之间的绑扎搭接接头应该是相互错开的,导致受力钢筋用量增加,在设计时是否有必要按受拉钢筋搭接接头应该是相互错开的,导致受力钢筋用量增加,在设计时是否有必要按受拉钢筋搭接要求进行搭接。

首先,根据试验表明,搭接钢筋的破坏是由于纵向劈裂导致的滑移拔出,劈裂裂缝首先沿两根钢筋之间发生,而对于温度收缩钢筋,仅仅是为了抵抗温度收缩而设置,对结构安全并无影响,更谈不上钢筋的纵向劈裂,其次,一般钢筋的搭接是指受力钢筋,而温度收缩钢筋并不是受力钢筋,而是构造钢筋,它仅在构造上加强结构的整体性及抵抗裂缝等措施,另外,在板的未配筋表面,一般是在板的混凝土的受压区,在该区域布置的钢筋也会受到压力,如果按受拉钢筋的搭接要求处理是否欠妥,在这样的情况下,认为布置温度收缩钢筋时,可将支座处布置受力钢筋的范围设定为一个支座,然后将温度收缩钢筋按锚固长度的要求描入该区域或者取一个固定值作为搭接长度即可。

6其它构造方面的问题

支承在挑梁上的现浇双向板,由于挑梁端部为自由端,会产生向下的位移,而根部为支座,不会产生位移,这就形成一个位移差△Y,该位移差使支承在其上的双向板上部形成拉应力,如果按正常的双向板仅在支座处布置负弯矩筋,则存板的中部未配筋域就很容易产生上部裂缝,因此,对涉及到现浇双向板支承在挑梁上时,建议将上部负弯矩筋拉通布置,以抵抗裂缝的产生。

7结论

由于以上几方面的设计原因,钢筋混凝土现浇板出现裂缝、甚至破坏的工程事故不是少见的。因此,在进行现浇钢筋混凝土板的设计时要正确分析板的受力机理问题,正确运用内力计算方法,正确理解和运用规范相应的构造要求,才能保证现浇钢筋混凝土板的设计质量。

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混凝土泊松比（混凝土泊松比一般取多少）

2大体积混凝土温控技术

大体积混凝土（以下称砼）施工时，由于水泥水化过程中产生大量的水化热，由内向外传递，使砼内部温度逐步升高，而边缘受气温影响而降低，造成砼内表温差而产生温度应力。本文通过国内第一大承台，即五河口特大桥主墩承台近万方砼浇筑，在温控方面取得的成功经验，介绍大体积砼温控设计、监控、实施步骤，探索防止温差裂缝的方法。

1温控项目概述

五河口斜拉桥位于江苏淮安京杭运河、废黄河等五条河交汇处，故名五河口特大桥，其主塔承台平面尺寸为49.5m×33.1m的矩形截面，高6m。该承台号称国内第一大承台，砼方量9830m3，分两次浇筑成形，第一次浇筑厚度3.2m，砼5240m3，第二次浇筑厚度2.8m，砼4590m3，砼设计强度C30。

砼浇筑过程中，由于水泥水化热作用，承台内部温度经历升温期、降温期、稳定期三阶段，与此同时砼的弹性模量不断增长，由于早期弹模较低，产生的压应力很小，而后期弹模增大，产生的拉应力较大使砼内部形成拉应力。如果该应力超过其抗裂能力，砼就会开裂。而施工时间11、12月，正值当地年最低温季节，砼表面受气温影响而降温，更加剧了内外温差幅度，因此必须对承台大体积砼采取温控防裂措施。经对承台砼内部温度场及仿真应力场计算，制定不出现有害温度裂缝的温控标准，并据此制定温控措施。

2承台大体积砼温控计算

温控计算采用《大体积砼施工期温度场及仿真应力场分析程序包》进行。该程序模拟砼施工情况，不仅考虑砼的浇筑分层、浇筑温度、养护、保温和砼的边界条件，而且考虑砼的弹性模量、徐变、自生体积变形、水化热散发规律等物理热学性能。计算参数根据招标文件、图纸和施工经验取值，施工时根据现场情况重新验算。

2.1计算条件

2.1. 1 根据承台结构特点，取1/4计算；砼分二次浇筑，浇筑厚度为3.2m和2.8m；

2.1. 2 气象资料：气温、水温根据资料取值，浇筑时间11、12月，上年同期温度最高16.5℃，最低-8.7℃；平均风力按6m/s考虑。

2.1.3 承台内部用冷却水管控温（图1,2）；砼终凝后顶面洒水保温养护，侧面用5cm厚泡沫板保温。

2.1. 4 C30砼弹性模量、热学参数、干缩变形和自生体积变形等按规范和经验取值。并考虑砼的徐变引起的应力松弛作用；砼泊松比为0.167，比热为1.0kJ/kg。取值见表1,2,3,4。[2]

2.1. 5 根据砼配合比，计算砼绝热温升为40℃。

2.2砼材料参数及数值模型

砼材料参数参考设计规范及试验结果。计算中使用的绝热温升、弹性模量、徐变度拟合公式分别为：

2.2. 1 水泥水化热：水泥水化热公式取双曲线函数 θ=θ0(1-е-m1 tm2) （2-1）

式中： θ0－最终绝热温升，τ－时间，m1, m2 －参数。

2.2. 2 弹性模量：弹性模量随时间的增长曲线采用四参数双指数形式，即

E(τ)=E0 + E1(1－e－ατβ) （2-2）

式中：E0初始弹模；E1最终弹模与初始弹模之差；α,β与弹模增长速率有关的两个参数，其值分别取0.14和0.17。

2.2. 3 徐变度：根据工程经验，C30砼徐变度如下（单位：10-6／MPa）：

（2-3）

3计算结果及分析

3.1温度场主要特征

砼浇筑后2～3天即达到温度峰值，温峰持续1天左右开始下降，初期降温速率较快，以后逐渐减慢，15～20天后降温平缓，温度趋于稳定状态。砼内部最高温度约51℃，温度分布为中部高，四周较低。

3.2应力场主要特征

根据计算结果，承台各层砼主要龄期的最大主拉应力见表5，砼早期（14天左右）最大温度应力为1.60MPa，而此时C30砼劈裂抗拉强度一般应大于2.0Mpa（见表6），抗裂安全系数k＞1.5，后期也有1.5倍以上的抗裂安全系数。如果砼施工质量良好，不会产生有害温度裂缝。根据计算结果，承台内部温度应力呈现出四周边缘应力较大，而中间应力较小的特征。

4温度控制标准

根据计算结果，在施工期内为保证承台不出现有害温度裂缝，宜采取如下温控标准：

4.1砼浇筑温度：指砼平仓振捣后，上层砼覆盖前，距砼表面10～15cm处温度，浇筑温度≤25℃；

4.2砼内表温差：指砼内部平均最高温度与表面最低温度之差，砼内表温差≤25℃；

4.3砼内部最高温度：指砼内部平均温度最高值，砼内部最高温度≤65℃

4.4砼降温速率：≤2.0℃/d。

5温控措施

5.1优化砼配合比，降低水化热

合理选择砼原材料，选择级配良好的砂、石料，选择优良的砼外加剂，增强砼强度，提高抗裂能力，降低水泥用量，是降低砼内部水化热温升的重要环节，因此必须进行砼配合比优化设计。

5.1.1控制原材料质量，减少水泥用量

1）水泥：采用PC32.5水泥，使用温度≤55℃，否则降低水泥温度。水泥分批检验，质量稳定。

2）粉煤灰：根据粉煤灰砼技术规范，大体积砼可按60d作为砼强度等级考核指标，在规范允许范围内尽量增加粉煤灰掺量，以推迟水化热温峰的出现，降低绝热温升，粉煤灰采用Ⅱ级灰。[3]

3）集料：细集料采用江苏宿迁中粗砂，细度模数2.4～2.6，含泥量2％；粗骨料采用江苏盱眙二级配碎石，5～16mm占30％，16～31.5mm占70％，级配优良，含泥量2％，其他指标符合规范要求。[1]

4）外加剂：采用缓凝高效减水剂，最大限度降低水泥用量，推迟水化热温峰的出现。掺量0.6%(占胶凝材料)。使用前配成溶液，拌和均匀，做好配制记录；固体外加剂提前分袋称好。[3]

5.1.2砼配合比

由于优化砼配合比，选用P.C32.5复合水泥，掺入20%Ⅱ级粉煤灰和超缓凝剂。粗集料采用二级配，选出最低空隙率和最佳级配曲线，在保证强度的前提下，尽量降低胶凝材料用量，从而大大降低了水化热，起到了早期抑制温升的效果。经检测比同等级砼最高温度推迟三天左右，最高温度降低30%左右。砼强度按60d龄期考核，但14天应达到22.MPa，28天应达到30 MPa。砼粘聚性良好，不离析、不泌水，坍落度16-18cm，初凝时间≥35h。

5.2 控制砼浇筑温度

砼开盘前，测水泥、砂石、水的温度，计算砼出机温度，并估算浇筑温度如超过25℃，应在夜间20时以后浇筑，并控制原材料的温度，如骨料遮阳洒水降温，水泥温度过高应要求厂家在出厂前放一段时间。

5.2.1 砼的出机温度：T0

T0=（0.20+Qs）WsTs+(0.20+Qg)WgTg+0.20WcTc+(Ww-QsWs-QgWg)Tw0.20(Ws+Wg+Wc)+Ww

式中：Qs、Qg分别为砂、石的含水量，以%计；Ws,Wg,Wc,Ww分别为每方砼中砂、石、水泥和水的重量（粉煤灰计入水泥中）；Ts,Tg,Tc,Tw分别为砂石、水泥和水的温度。

5.2.2 砼浇筑温度：Tp

Tp=To+(Tn-To)(θ1+θ2+θ3+...+θn)

式中：Tn砼运输和浇筑时气温；θ1,θ2,θ3,θn有关系数，数值如下：（1）砼装、卸和转运，每次θ=0.03；（2）运输时θ=Aτ,τ运输时间，A表8；（3）浇筑时θ=0.003τ,τ浇筑时间。

5.3埋设冷却水管，控制砼内部温度

5.3.1冷却水管位置

冷却水管采用φ50mm薄壁钢管（壁厚2.5mm）；冷却水管沿垂直方向布置5层，层间距1m，水平间距1m，每根管长度≤180m。进出水口集中布置，以便统一管理，进水口利用阀门控制冷却水流量。（如图1、图2），冷却水用江水。

5.3.2冷却水管使用及其控制

1）冷却水管使用前进行压水试验，防止漏水、阻水。

2）砼浇筑到各层冷却管标高后即通水，通水时间10～15天，具体时间根据检测结果确定，通水流量大于25L/min；

3）设置水箱以循环水冷却控制进出水温，在保证冷却管进水温度与砼内部最高温差≤25℃条件下，尽量降低冷却水温度。

4）第一层砼浇筑时第一、第二层冷却水管通水；第二层砼浇筑时，第三四五层冷却水管通水。

5）通水冷却全部结束后，用同标号水泥浆或砂浆压注管道。

5.4内降温、外保温、加强养护

由于承台冬季施工，要特别重视砼的保温工作，控制砼内外温差≤25℃。措施：钢模板外嵌5㎝厚泡沫板，吊挂麻袋，再用土工布围裹，碘钨灯照射增加砼表面温度，顶面覆盖土工布。砼终凝后在表面洒水养护，顶面尽量采取蓄水养护。养护对砼强度增长及减少温差、收缩裂缝具有重要意义。

5.5控制浇筑质量，提高抵抗温差拉应力强度

为提高砼均匀性和抗裂能力，必须加强各环节控制：（1）砼拌合运输、浇筑振捣、保温养护全过程监控，严格按规范施工。（2）为增强砼的抗裂能力，在承台外表面布设一层防裂钢筋网。（3）短间歇连续施工，两次浇筑间歇期控制在10天内。

6砼现场温度监控

为了随时跟踪砼内部温度变化情况，浇筑前按照全面控制承台内部温度变化的要求布置测温传感器。真实反映各层砼的温控效果，使之控制在温控范围内，利于异常情况及时采取措施。

6.1测点布设 根据温度计算成果，在承台内部布置6层测温点，每层沿X、Y方向布置14个测点，测点总数84个。测点沿承台的1／4部位水平布置，见图3、图4。

6.2监测仪器 采用PN结温度传感器， PN—4C型数字多路巡回检测控制仪。温度传感器的主要技术性能：测温范围-50℃～150℃；工作误差±0.5℃；分辨率0.1℃；平均灵敏度-2.1mv/℃。

6.3测试要求 砼浇筑后立即测试，连续进行。温度测试，峰值出现前2h监测一次，峰值后4h监测一次，持续5天，然后每天测2次，直到温度稳定。

6.4测试内容 浇筑开始，连续监测各点温度变化情况，同时监测砼入仓温度、气温、冷却管进出口水温、浇筑温度，计算内表温差，进行现场控制，做好记录(表9)。

7温度监测结果及分析

7.1整体分析

如图4，升温初期呈缓慢上升，之后急剧升温，升温阶段在3-6天，达到峰值后，温度稳定2天左右，随后缓慢下降。第一层最高温度为30.2℃，断面平均最高温30℃；第二层最高温度为35.6℃, 断面平均最高温34.6℃。与升温相比，降温阶段长得多。降温速率较缓慢，最大降温速率1.8℃/d。

分层施工时，第一层在施工间歇期内，温度先急剧上升，然后缓慢降温，当被第二层砼覆盖后，因第二层砼急剧升温，使第一层砼温度不同程度的回升。表面测点温度与断面平均温度相比，总体趋势不变，但温度变化起伏较多，由于表面测点距表面5cm，向外界散热快，受气温的影响大，故随气温的变化而变化。第二层砼在温峰过后，顶层测点温度缓慢上升，是因顶面良好保温和侧面回填土的保温所致。

7.2承台中心到边缘的温度变化

图5绘出了承台中心到边缘的温度曲线，可以看出：从中心到距边缘3.5m范围温度分布较均匀，承台边缘3.5m外温度变化剧烈，降温速率快，越靠近中心温度变化越平缓。

承台中心与边缘温度，下降速率早期控制在0.5℃~0.8℃/d，后期也未超过1.5℃/d，由于承台顶、侧面的良好保温，故边缘温度虽变化剧烈，但下降幅度不甚大，随着中心温度向外传递逐步在边缘形成缓变区，起到了保温作用，在最寒冷季节，两次最低气温降到-8℃时未出现太大的影响。

7.3冷却水的降温效果、温控效果

冷却效果：两次浇筑，冷却水管的进、出口水温差分别为5.7-11.6℃和5.8-10.℃，起到了早期削温峰及防止温度回升的效果。根据内部温度变化，有序地分层通水降温，对缩小内表温差起到了极为重要的作用。温峰过后，用冷热水调合成合适的水量和进水温度，调整降温的速率，达到后期温度缓慢下降的保温效果，内表温差未超过温控标准。

温控效果：第一层断面最大内表温差均在15.3-19.4℃之间，第二层均在15.4-19.8℃之间，低于设计要求的25℃。砼入仓温度均在6 -12.4℃，满足冬季施工规范和温控要求，各层温度最大下降速率为1.8℃/d，低于温控要求，因此承台不会出现有害的温度裂缝。

8结语

五河口特大桥主墩承台施工，采取了一系列的温控措施，砼最大绝热升温没有超过40℃，砼内外温差没有超过25℃，承台表面没有出现温度裂缝，从而保证了承台的施工质量。结果表明其温控措施是成功的，有效的控制温度裂缝的产生，对同类施工积累了成功经验。

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3钢管混凝土柱子受压性能分析

随着钢管混凝土技术的发展和应用，研究钢管混凝土柱子的受压性能越来越重要，文章基于ANSYS有限元软件，模拟钢管混凝土柱子受压过程，实现了ANSYS模拟钢管混凝土柱子的受压分析，验证了钢管混凝土柱子受压性能优于钢筋混凝土的结论。

1、钢管混凝土概述

钢管混凝土是钢管内填入混凝土的一种新型构件，具有承载力高，施工简便，塑性、韧性好，耐火、耐腐蚀等诸多优点，同时具有很好的经济效益，因此，在诸多工程中取得了良好的应用。近几年来，钢管混凝土构件在建筑，矿山，道路，桥梁，工业厂房，地铁车站方面都取得了良好的应用效果。钢管混凝土自身的优点吸引了大批学者从事钢管混凝土的研究，其工作原理是：钢管约束混凝土，提供模板和约束力的作用，混凝土提供抗压能力，防止钢管屈曲，两种材料共同合作，发挥了钢管的承载力高的优点并克服了混凝土抗拉能力低的缺点，相比钢筋混凝土和纯钢结构节约了大量的成本，研究钢管混凝土柱子的受压性能对钢管混凝土技术的发展具有重要意义。

2、ANSYS软件简介

ANSYS已经被广泛应用于航空，航天，土木，建筑，电磁等领域中，经过几十年的发展，已经与很多软件建立了对接关系，比如PROE，CAD，UG等大型建模软件。ANSYS软件在模拟钢管混凝土柱子中已经有了较多的应用，其中中国矿业大学，西安电子科技大学已经成功运用ANSYS模拟成功了钢管混凝土柱子的受力分析，在结构工程中取得了广泛的应用。利用ANSYS软件对钢管混凝土柱子受压性能进行分析，可以有效地降低成本，降低设计费用，尤其对钢管混凝土这种复合材料，运用ANSYS软件进行受力分析更是加快了其在工程领域的发展，有效解决了试验时模拟钢管混凝土柱子受力分析的一些不足，在试验室中，很容易发生受压轴偏移，混凝土凝固后不均匀，含有空隙等问题，但在ANSYS中却不存在这个问题。

3、ANSYS模拟钢管混凝土理论基础

3.1、钢管混凝土力学假设

钢管混凝土柱子的力学分析模型受到ANSYS软件的制约，需要运用弹性力学的方法对其力学分析模型进行假设，在ANSYS分析钢管混凝土力学模型条件下，钢管与混凝土受力分析模型假设如下：

（1）假设钢管和混凝土一样，都属于弹性材料；

（2）假设钢管与混凝土的接触属于均匀接触，没有滑移和空隙，在受力过程中始终保持弹性接触；

（3）钢管的强度符合莫尔库伦强度理论；

（4）钢管沿厚度方向上的径向应力呈线性分布，周向应力成均匀分布。

3.2、ANSYS模拟钢管混凝土基本假定

（1）假设混凝土没有压碎：ANSYS软件研究混凝土这种非线性材料时，非常容易出现不收敛的情况，因此，在模拟钢管混凝土柱子的研究中，不考虑混凝土的非线性破坏，假设混凝土不会出现压碎，由此可以避免ANSYS在模拟钢管混凝土时不收敛的情况。

（2）假设无滑移：钢管与混凝土在实际的接触过程中必然会有些许空隙，但从理论研究的角度，无法对这一空隙进行研究，因此，运用ANSYS软件对这一问题进行研究时，也假设钢管和混凝土之间不会出现间隙，假设钢管与混凝土之间没有出现弹簧单元或滑移单元，两者之间没有任何粘结，假设两种材料的徐变，收缩，膨胀对整个结构没有影响，假设材料是弹性的接触良好的弹性接触。

（3）假设钢管和混凝土没有出现残余应力：残余应力通过计算机很难进行模拟，本文在研究钢管混凝土的柱子受压中，不考虑钢管混凝土的残余应力，假设钢材和混凝土为弹塑性模型。

3.3、收敛问题的处理

收敛问题主要受到网格密度，子步数，收敛准则等的影响。对于钢管混凝土的网格密度，一定要把握适中，并非越密越好，要适当调试其网格密度，最终确定最合适计算的网格密度，一般网格密度需要试计算确定。钢管混凝土的子步数，一般设置根据构件尺寸和所加荷载的大小确定，本文为了节约计算，设置的钢管混凝土柱子的尺寸适中，能反应钢管混凝土柱子受压性能即可，在计算过程中，通过试验将子步数设置在50~150之间，最终得出的结果令人满意。

4、ANSYS模拟钢管混凝土柱子受压过程分析

4.1、模型假定

钢管混凝土柱子在外力作用下，变形协同，工作状况良好，钢管和混凝土处于弹性受力状况，不考虑钢管混凝土的压碎破坏，假设钢管不会发生屈曲。钢管混凝土之间的滑移不考虑，假设粘结面完全粘结，不考Slip-element或Gap-element，利用模型粘接命令，直接将钢管与混凝土进行Glue命令粘接。钢管与混凝土之间为各向同性材料，其基本的力学参数，弹性模量和泊松比都选取最常见的参数，一旦进入非线性阶段，则采用塑形选项进行。

4.2、单元选择

钢管混凝土的柱子受压力学分析，必须采用三维实体单元，因此，本文的钢管采用SOLID45单元，该单元有三维的立面上的三个自由度，8个节点，同时可以模拟塑形、蠕变、膨胀、应力强化等能力。钢管的应力应变关系曲线采用最为经典的双线随动模型，有弹性和塑性两个斜率，适用于VonMises屈服准则，该准则适用于大多数金属小应变问题。混凝土采用与钢管单元类似的三维实体SOLID65单元，该单元在SOLID45的基础上增加了开裂和压碎，钢管混凝土的分析中，由于不考虑其压碎，只需关闭其压碎功能，混凝土的应力应变关系曲线采用Drucker-Prager模型，该模型主要针对混凝土，岩石等材料，采用空间8节点进行迭代。

4.3、钢管混凝土参数的选取

钢管与混凝土材料参数的选择是最重要的一环，对于钢管和混凝土，在ANSYS模拟中，需要选择一些常用的参数，如弹性模量，塑形模量，屈服应力和密度，泊松比，本文针对模型特意选定的材料参数如下：钢管单元材料参数：泊松比0.28，弹性模量2.06伊105N/mm2，屈服应力300N/mm2，密度7.85g/cm3，在应用ANSYS对钢管混凝土进行模拟时，钢管和混凝土的材料单位一定要统一，否则会影响计算结果，混凝土的材料选择为：泊松比0.2，弹性模量3.65伊104N/mm2，粘聚力5.5654N/mm2，摩擦角55.6毅，膨胀角30毅。

4.4、模型建立与网格划分

模型采用圆形钢管混凝土柱子，钢管厚度采用4mm钢管，混凝土采用实体填充，本试验采取的是钢管混凝土短柱进行分析，鉴于ANSYS单元数目太多会造成运算量过大的问题，将钢管混凝土柱子的直径设置140mm，柱子长度设定为500mm，从而进行钢管混凝土的轴向受压模型分析，由于是圆柱子，将网格划分为映射网格划分，最终形成沿柱子长度方向的均匀的四面体网格。由于本模型较为简单，并没有设置弹簧单元或者间隙单元，而是直接采用Vglue命令，直接将两种材料进行粘接。

4.5、计算结果显示与分析

本试验成功地模拟出了钢管混凝土柱子的受力，根据屈服结果和位移云图，明显地看出其位移云图符合理论分析，由此可知，运用ANSYS分析钢管混凝土柱子的受压性能是可行的。由于钢管混凝土的综合作用，钢管的套箍作用和混凝土的钢管支撑作用，钢管混凝土的屈曲形式发生了变形，钢管混凝土的受力形态与钢管和混凝土单独材料的受力形态不同，空钢管柱在截面处首先发生的局部屈服，而钢管混凝土柱则整体屈服，其屈服形态完全符合复合材料的屈服形态。根据位移的应力应变关系曲线分析，当荷载达到某一值时，钢管混凝土柱的位移和挠度发生了变化，荷载迅速下降，构件进入到不稳定平衡状态，是典型的柱子破坏特征，钢管混凝土的屈服应力得到了很大的提高，大约相当于普通钢筋混凝土理论受力的1.3~1.5倍。

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4混凝土结构实体检测分为破损法和非破损法想问下破损和非破损分别有哪些

1、混凝土结构实体检测中的破损检测具体有：钻芯法和后装拔出法

钻芯法是利用专用钻机，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的方法。由于它对结构混凝土造成局部损伤，因此是一种半破损的现场检测手段。

2、混凝土结构实体检测中的非破损检测具体有：回弹法，超声法，超声回弹综合法

回弹法是用回弹仪以一定的动能弹击混凝土表面，利用混凝土表面硬度和回弹值一致的变化关系，根据回弹值与抗压强度校准的相关关系，以回弹值推算混凝土的抗压强度。

建筑材料常用的非破损检验方法有：

1、回弹法回弹仪以一定的动能弹击混凝土表面，利用混凝土表面硬度和回弹值一致的变化关系，根据回弹值与抗压强度校准的相关关系，以回弹值推算混凝土的抗压强度。回弹仪按其冲击能量分轻、中、重三种型号，分别用于轻混凝土、普通混凝土和大体积混凝土的强度测量。

2、共振法用外源激发试体产生纵向、横向或扭曲的谐振，测定材料的固有频率或振幅特性。根据数学关系式计算材料的动力弹性模量、剪切模量、泊松比及对数衰减率等，用以评定材料的性能。敲击法的原理与共振法相同，还可以激发成吨重的构件进行谐振试验，用以测定材料的弹性和滞弹性。

3、超声脉冲法通过超声脉冲纵波在混凝土中传播的速度、能量衰减情况以及接收信号的频率波形的变化，综合评定材料的密实度、均匀性。由于高频超声波在非均质的混凝土材料中传播衰减很快,所以,通常采用20～200千赫低频超声波作“透声”检测。

4、综合法建立超声纵波速度和抗压强度相关的关系，是混凝土超声测强的基本依据。合理选择单一的试验方法，测定强度的精度均有限度，只有采用从更多方面反映材料性质的物理量综合测定混凝土的强度和性能，才有可能提高测量精度。

如用回弹值-超声声速-抗压强度综合法建立相关关系，就可使混凝土强度的测量精度得到明显的改善。采用反映材料的弹性和粘塑性性质的超声声速－声能衰减值或超声声速-у射线吸收等物理量与混凝土的抗压强度综合法测定强度也是合理的。

参考资料来源：中国知网-谈混凝土非破损检测方法

参考资料来源：中国知网-谈混凝土无损检测技术