混凝土的五种单轴受压曲线方程对比分析
钱茂华 ，李国芬 ，陈冬剑
(1．南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037；
2．北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044)
摘要：混凝土的单轴受压应力一应变曲线方程是其最基本的本构关系，在钢筋混凝土非线性分析中有着重要作
用。本文在已知混凝土单轴受压应力一应变全曲线的几何特点基础上，给出了国内外五种混凝土单轴受压全曲线
方程的分析及对比，阐述了相关曲线方程的适用性与优缺点。
关键词：混凝土；应力；应变；全曲线；分析
中图分类号：TU 528．3 文献标志码：A 文章编号：1008—1933(2015)01—012—04
Comparative analysis on five kinds curves of concrete
under axial pressure
QIAN Maohua ，LI Guofen ，CHEN Dongjian
(1．School of Civil Engineering，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China；
2．School of Civil Engineering，Beijing Jiaotong University，Bering 100044，China)
Abstract：The stress—strain Cllrves of concrete under axial pressure is the constitutive relation and especially important in nonlinear
analysis for reinforced concrete．This paper based on well known geometric characteristics of the stress—strain curve gave comparative
analysis on five kinds stress—strain curves of concrete under axial pressure and showed their applicability，advantages and disadvantages．
Key words：concrete；stress；strain；complete curve；an alysis
U 刖 置
混凝土的受压应力一应变曲线方程是其最基本
的本构关系，又是多轴本构模型的基础，在钢筋混凝
土结构的非线性分析中，它是不可或缺的物理方程，
对计算结果的准确性起决定性作用。受压应力一应
变全曲线包括上升段和下降段，是其力学性能的全
面的宏观反应：曲线峰点处的最大应力即棱柱体抗
压强度，相应的应变为峰值应变；曲线的斜率为其弹
性模量，初始斜率即初始弹性模量；下降段表明其峰
值应力后的残余强度；曲线的形状和曲线下的面积
反映了其塑性变形的能力 J。而针对混凝土受压
试验为防止试件突然破坏可采用附加刚性元件的液
压试验机，其原理如图1所示。
1 受压全曲线的几何特点
混凝土受压的应力一应变全曲线有一定的几何
收稿日期：2013—12-27
作者简介：钱茂华(1990一)，男，硕士研究生，研究方向为道路与铁
道工程。
基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目(简称PAPD)
E—mail：njfuqmh325@sina．cn
图1 液压试验机
Fig．1 Hydraulic testing machine
特征，如图2所示，采用无量纲坐标，即：
= — —
p
y
其中 为混凝土抗压强度； 。为与 对应的峰值
应变。
对于典型曲线，其几何特点的数学描述如下：
1) =0，Y=0；
2)0≤ <1，名<0，即曲线斜率(dy／dx)单调

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