第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

1、第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第第1章章 鋼筋和混凝土材料的鋼筋和混凝土材料的主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能砼的物理力學(xué)性能砼的物理力學(xué)性能重點(diǎn)：重點(diǎn)：鋼筋的級別、強(qiáng)度和變形性能鋼筋的級別、強(qiáng)度和變形性能混凝土的強(qiáng)度和變形性能混凝土的強(qiáng)度和變形性能粘結(jié)破壞機(jī)理粘結(jié)破壞機(jī)理第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋D公稱直徑 A3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線圖 2-1 常用鋼筋形式刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線ABBCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺CD段為強(qiáng)化段

2、0.2%0.2標(biāo)距有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時(shí)的應(yīng)力鋼筋受壓和受拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同應(yīng)變曲線幾乎相同第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能ABBCDE0.2%0.2* 明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)對應(yīng)的明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)對應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)，強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)，因?yàn)椋撘驗(yàn)椋摻钋髸?huì)產(chǎn)生大的塑性變形，鋼筋筋屈服后會(huì)產(chǎn)生大的塑性變形，鋼筋混凝土構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形和混凝土構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形和不可閉合的裂縫，以至不能使用不可閉合的裂縫，以至不能使用 * 無明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)闊o明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力作為時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)

3、力作為條件屈服條件屈服強(qiáng)度強(qiáng)度 第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能鋼筋 fy y1Es0.01)( )( yyysfE第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能ABBCDE鋼筋拉斷后的伸長鋼筋拉斷后的伸長與原長的比值與原長的比值100%lll伸長率伸長率越大，鋼筋的越大，鋼筋的塑性塑性和和變形能力變形能力越好越好。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.2 鋼筋彎芯直徑彎芯直徑越小，越小，彎轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)度度越大，越大，冷彎性能冷彎性能越越好，即好，即塑性塑性越好。越好。 D：將直徑為將直徑為d的鋼筋繞直徑為的鋼筋繞直徑為D的鋼輥的鋼輥彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂 第1章 鋼筋和混凝土材

4、料的力學(xué)性能鋼筋 熱軋鋼筋熱軋鋼筋、鋼絞線鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲、熱處理鋼筋高強(qiáng)鋼絲、熱處理鋼筋和和冷冷加工鋼筋。加工鋼筋。 熱軋鋼筋熱軋鋼筋第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能鋼筋 預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能熱軋鋼筋熱軋鋼筋 Hot Rolled Steel Reinforcing BarHPB235級、HRB335級、HRB400級、RRB400級HPBHot rolledPlainBarHRBHot rolledRolledBarRRBRolledRibbedBar第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能uHPB235級(級)鋼筋鋼筋多為光面鋼筋（多為光面鋼筋（Plain

5、Bar），），多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋uHRB335級(級)和 HRB400級(級)鋼筋鋼筋強(qiáng)度強(qiáng)度較高，多較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用寸較大的構(gòu)件，也有用級鋼筋作箍筋的級鋼筋作箍筋的為增為增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋肋的變形鋼筋。uRRB400級鋼筋為余熱處理鋼筋鋼筋為余熱處理鋼筋第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能鋼筋屈服標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋屈服標(biāo)準(zhǔn)值= =鋼材廢品限值，保證率鋼材廢品限值，保證率97.73% 97.73% （95%95%

6、）種類符號 d(mm)fyk、 fsk熱軋鋼筋HPB235（Q235）820235HRB335（20MnSi）650335HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）650400RRB400（K20MnSi）840400第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能Es種種 類類EsHPB235級鋼筋級鋼筋2.1105HRB335HRB335級鋼筋、級鋼筋、HRB400HRB400級鋼筋、級鋼筋、 RRB400 RRB400級鋼筋、級鋼筋、熱處理鋼筋熱處理鋼筋2.0105消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）2.05105鋼絞線鋼絞線

7、1.95105第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能種種 類類符號符號 d(mm) fptk13 s8.6、10.81860、1720、157012.91720、1570179.5、11.1、12.7 186015.21860、1720光面光面螺旋助螺旋助 P H4、51770、1670、157061670、15707、8 、91570刻痕刻痕 I5、7157040Si2Mn HT6147048Si2Mn8.245Si2Cr10第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能1 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度2 極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度3 伸長率伸長率4 冷彎性能冷彎性能5 焊接性能焊接性能6 耐火性能耐火性能7 粘結(jié)性能粘結(jié)性能變

8、形指標(biāo)變形指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)鋼筋性能檢驗(yàn)鋼筋性能的四大指標(biāo)的四大指標(biāo)9003dHRB40018003dHRB33518001dHPB235冷彎角冷彎角度度 冷彎直冷彎直徑徑D級別級別參數(shù)參數(shù)D d第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度cufcftf150 150 150150 150 300100 100 500第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能 （混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土

9、力學(xué)性能中度是混凝土力學(xué)性能中最主要最主要和和最基本的指標(biāo)最基本的指標(biāo)） 邊長邊長150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（203，90%濕度）養(yǎng)護(hù)濕度）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.150.3N/mm2/sec，兩端不涂潤滑劑兩端不涂潤滑劑）測得的）測得的具有具有95%保證率保證率的立方體抗的立方體抗壓強(qiáng)度。壓強(qiáng)度。 fcu,k= fcu,m(1-1.645 )。 第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能 （2）混凝土的強(qiáng)度等級：混凝土的強(qiáng)度等級： 規(guī)范規(guī)范是根據(jù)混凝土立是根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的。方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來

10、劃分的。強(qiáng)度等級用符號強(qiáng)度等級用符號“C”表示表示，從，從C15C80共劃分為共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級（如個(gè)強(qiáng)度等級（如C30表示表示fcu,k =30N/mm2），級差為，級差為5N/mm2。 （3）非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度換算系數(shù)：非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度換算系數(shù)： 200mm200mm200mm:1.05； 100mm100mm100mm:0.95。 套箍效應(yīng)套箍效應(yīng): 不涂潤滑油不涂潤滑油 涂潤滑油涂潤滑油第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級級強(qiáng)度種類強(qiáng)度種類符號符號C15C20C25C30C35軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度fck10.01

11、3.416.720.123.4軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ftk1.271.541.782.012.20混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級級C40C45C50C55C60C65C70C75C8026.829.632.435.538.541.544.547.450.22.402.512.652.742.852.933.003.053.10C50級以上為級以上為高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能未采取減摩措施未采取減摩措施采取減摩措施后采取減摩措施后第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土也稱棱柱體抗壓強(qiáng)度也稱棱柱體抗壓強(qiáng)度（用符號（用符號fc表示）表示），是用高寬比為，是用高

12、寬比為24的棱柱體試的棱柱體試件測得的抗壓強(qiáng)度，我國標(biāo)準(zhǔn)以件測得的抗壓強(qiáng)度，我國標(biāo)準(zhǔn)以150150300mm的棱柱體試件為標(biāo)準(zhǔn)試件，的棱柱體試件為標(biāo)準(zhǔn)試件，也常用也常用150150450的棱柱體試件。的棱柱體試件。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能fc承壓板試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊：標(biāo)準(zhǔn)試塊：150150 300非標(biāo)準(zhǔn)試塊：非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100100 300 換算系數(shù)換算系數(shù) 0.95 200200 400 換算系數(shù)換算系數(shù) 1.05考慮到承壓板對試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)考慮到承壓板對試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度大于棱柱體抗壓強(qiáng)度，且有度大于棱柱體抗壓強(qiáng)度，且有： fc=0.76fcu (試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果)考

13、慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取取 fc=0.67fcu (fcu40N/mm2)對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的圓柱體試件（采用的圓柱體試件（d=150, h=300），有），有 fc=0.80fcu 圓柱體抗壓強(qiáng)度第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能ft100100150150500100100500mm的柱體的柱體第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土0102030405060708090100123456 GBJ10-89規(guī)范規(guī)范55. 0395. 0cu,m t,mff 3/226. 0 cu,mt,mff mtf,mc

14、uf, 500 150 15010016軸心受拉試驗(yàn)第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能拉壓壓 （由于軸心受拉試驗(yàn)對中困難，也常常采用立方體或圓柱體由于軸心受拉試驗(yàn)對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈劈裂試驗(yàn)裂試驗(yàn)測定混凝土的抗拉強(qiáng)度測定混凝土的抗拉強(qiáng)度）dlFstf2,劈拉試驗(yàn)FdFfts第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土fc 第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能02468102030(MPa) 10-3BACEDA點(diǎn)以前點(diǎn)以前，微裂縫沒有，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線。應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的

15、點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對普通強(qiáng)提高而增加，對普通強(qiáng)度混凝土度混凝土 A約為約為 (0.30.4)fc ，對高強(qiáng)混，對高強(qiáng)混凝土凝土 A可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc。A點(diǎn)以后點(diǎn)以后，由于微裂縫，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變增部分塑性變形，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力長開始加快，應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。穩(wěn)定的?；炷猎诮Y(jié)硬過程中，混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收

16、縮、骨由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。縫的發(fā)展造成的。達(dá)到達(dá)到B點(diǎn)，內(nèi)部一些微點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取致破壞。取B點(diǎn)

17、的應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土 B約為約為0.8fc，高強(qiáng)強(qiáng)度，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土混凝土 B可達(dá)可達(dá)0.95fc以上。以上。達(dá)到達(dá)到C點(diǎn)點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變連通形成破壞面，應(yīng)變增長速度明顯加快，增長速度明顯加快，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變值應(yīng)變 0，約為，約為0.002?？v向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。力方向的縱向裂縫。隨應(yīng)變增長，試件上相隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的

18、縱繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變點(diǎn)的應(yīng)變 = (23) 0，應(yīng)力應(yīng)力 = (0.40.6) fc。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能圖圖1-7 縱向應(yīng)變縱向應(yīng)變1 ，橫向應(yīng)變，橫向應(yīng)變2及體積應(yīng)變及體積應(yīng)變V/V 第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能，微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致橫向變形的增大，并最終導(dǎo)致破壞。橫向變形的增大，并最終導(dǎo)致破壞。，就可以限制微裂縫的發(fā)展，就可以限制微裂縫的發(fā)展，從而

19、提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。從而提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。（a）不涂潤滑劑）不涂潤滑劑（b）涂潤滑劑）涂潤滑劑，而棱柱體試件中部未，而棱柱體試件中部未受約束，因此造成了不同受壓試件強(qiáng)度的差別和受約束，因此造成了不同受壓試件強(qiáng)度的差別和破壞形態(tài)的不同。破壞形態(tài)的不同。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能的概念在工程中許多地方都有應(yīng)用，如螺的概念在工程中許多地方都有應(yīng)用，如螺旋箍筋柱、后張法預(yù)應(yīng)力錨具下局部受壓區(qū)域配置的鋼筋旋箍筋柱、后張法預(yù)應(yīng)力錨具下局部受壓區(qū)域配置的鋼筋網(wǎng)或螺旋筋等。網(wǎng)或螺旋筋等。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 （實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土（實(shí)際結(jié)構(gòu)中，

20、混凝土很少很少處于單向受力狀態(tài)。處于單向受力狀態(tài)。更多更多的是的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。）處于雙向或三向受力狀態(tài)。）雙向受壓強(qiáng)度雙向受壓強(qiáng)度大于大于單單向受壓強(qiáng)度，向受壓強(qiáng)度，最大強(qiáng)最大強(qiáng)度發(fā)生在度發(fā)生在兩個(gè)壓應(yīng)力兩個(gè)壓應(yīng)力之比為之比為0.3 0.6之間，之間，約為約為(1.251.60 )fc。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 任意應(yīng)力比情況下，任意應(yīng)力比情況下，其強(qiáng)度均不超過其強(qiáng)度均不超過相應(yīng)的單軸相應(yīng)的單軸強(qiáng)度。強(qiáng)度。并且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨并且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨另一方向拉應(yīng)力另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小?；驂簯?yīng)力的增加而減小。 任意應(yīng)力比情況下，任意應(yīng)力比情況下，

21、其強(qiáng)度其強(qiáng)度均均與單軸抗拉強(qiáng)與單軸抗拉強(qiáng)度度相近相近。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土（構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到）（構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到）：抗拉、抗剪強(qiáng)度都降低；：抗拉、抗剪強(qiáng)度都降低；：當(dāng)：當(dāng) 時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大；時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，抗剪抗壓強(qiáng)度均降低。時(shí)，抗剪抗壓強(qiáng)度均降低。 6 . 0/cf6 . 0/cf /fc /fc第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 （ 實(shí)際工程遇到較多的實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱和和鋼管混凝土柱鋼管混凝土柱中的中的混混凝土凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗(yàn)一般采用圓柱體在等側(cè)壓為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試

22、驗(yàn)一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。）條件進(jìn)行。）1 5 01 0 05 00 51 01 52 02 500 0 M p a214cf第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能 一次短期荷載下一次短期荷載下 受力變形受力變形 長期荷載下長期荷載下砼變形砼變形 多次重復(fù)荷載下多次重復(fù)荷載下 收縮變形收縮變形 體積變形體積變形 膨脹變形膨脹變形 溫度變形溫度變形混凝土第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度加載，加載，達(dá)到軸心達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度fc時(shí)，時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，所能吸

23、收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得曲線的只能測得曲線的上升段。上升段。 （常采用棱柱體試件來測定常采用棱柱體試件來測定）第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 采用采用等應(yīng)變速度等應(yīng)變速度加載，加載，在試件旁附設(shè)高彈性元件在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可與試件一同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得曲線的以測得曲線的下降段。下降段。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能02468102030(MPa) 10-3混凝土BACEDA點(diǎn)以前點(diǎn)以前，混凝土的變，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

24、近似直線。應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對普通強(qiáng)提高而增加，對普通強(qiáng)度混凝土度混凝土 A約為約為 (0.30.4)fc ，對高強(qiáng)混，對高強(qiáng)混凝土凝土 A可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc。A點(diǎn)以后點(diǎn)以后，應(yīng)變增長開，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力始加快，應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。線逐漸偏離直線。取取B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土通強(qiáng)度混凝土 B約為約為0.8fc，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土 B可達(dá)可達(dá)0.95fc以上。以上。達(dá)到達(dá)到C點(diǎn)點(diǎn)fc，應(yīng)變增長速，應(yīng)變增長速度明顯加快，度明顯加快，C點(diǎn)的縱點(diǎn)

25、的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變 0，約為，約為0.002。隨應(yīng)變增長，橫向變形隨應(yīng)變增長，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯急劇發(fā)展，承載力明顯下降，下降，E點(diǎn)的應(yīng)變點(diǎn)的應(yīng)變 = (23) 0，應(yīng)力，應(yīng)力 = (0.40.6) fc。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土強(qiáng)度越高強(qiáng)度越高，峰值應(yīng)，峰值應(yīng)變越大，極限應(yīng)變變越大，極限應(yīng)變越小，下降段越陡越小，下降段越陡峭峭 延性越差延性越差強(qiáng)度越低強(qiáng)度越低，峰值應(yīng)，峰值應(yīng)變越小，極限應(yīng)變變越小，極限應(yīng)變越大，下降段越平越大，下降段越平緩緩延性越好延性越好第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 Hognestad Hognestad建議

26、的模型建議的模型uuccff0000200 15.010 200.0020.0038 fc0.15 fc0u第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能上升段上升段：)1 (1 0ncccf0下降段下降段：ccfu00033. 010)50(0033. 0002. 010)50(5 . 0002. 02)50(60125,5,0,kcuukcukcufffn規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù) fcu C50 C80 n 2 1.5 0 0.002 0.00215 u 0.0033 0.003 混凝土00.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20第1章 鋼筋和混凝

27、土材料的力學(xué)性能Ec= tan Ec= tan Ec= tan 混凝土0ddEcddEc 彈性系數(shù)彈性系數(shù)n n 隨應(yīng)力增大而減?。S應(yīng)力增大而減?。╪ n =10.5）cEelcEcEn第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土)N/mm(7 .342 . 2102,5kcucfE510次epAA=(0.40.5)fc第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土了解了解 ftt0ctctcttEfEfEf25 . 00第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土 混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮稱為混凝土的收縮。（收縮是混凝土在（收縮是混

28、凝土在不受外力不受外力情情況下由于體積變化而產(chǎn)生的變形。）況下由于體積變化而產(chǎn)生的變形。）：干燥失水。：干燥失水。：混凝土的碳化混凝土的碳化（凝膠體中的凝膠體中的Ca(OH)2 CaCO3）。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土當(dāng)收縮受到當(dāng)收縮受到約束約束（如支座、內(nèi)部鋼筋）時(shí)，將使混（如支座、內(nèi)部鋼筋）時(shí)，將使混凝土中凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂。產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會(huì)使混凝土收縮會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失。某些對某些對跨度變化比較敏感跨度變化比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱）產(chǎn)的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱）產(chǎn)生生不利的內(nèi)力不利的

29、內(nèi)力。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能圖圖b) b) 墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形圖圖a) a) 鋼筋混凝土構(gòu)件的收縮裂縫鋼筋混凝土構(gòu)件的收縮裂縫第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土早期發(fā)展快，早期發(fā)展快，兩周兩周可完成全部收縮的可完成全部收縮的1/4，一個(gè)月一個(gè)月可完成可完成1/2；以后發(fā)展逐漸減慢，；以后發(fā)展逐漸減慢，整個(gè)收縮過程整個(gè)收縮過程可延續(xù)可延續(xù)兩年兩年以上。以上。一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為(25)10-4 混凝土開裂應(yīng)變?yōu)榛炷灵_裂應(yīng)變?yōu)?0.52.7)10-414d 28d

30、t(25)10-425%50% ch第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土水泥的強(qiáng)度等級高、用量多、水灰比大，收縮就大；水泥的強(qiáng)度等級高、用量多、水灰比大，收縮就大； 骨料彈性模量高、級配好，收縮就?。还橇蠌椥阅Ａ扛?、級配好，收縮就??； 養(yǎng)護(hù)時(shí)的濕度大、溫度高，收縮就?。火B(yǎng)護(hù)時(shí)的濕度大、溫度高，收縮就??；使用時(shí)的濕度大、溫度低，收縮就?。皇褂脮r(shí)的濕度大、溫度低，收縮就??； 構(gòu)件體表比大，收縮就??；構(gòu)件體表比大，收縮就小； 混凝土越密實(shí)，混凝土越密實(shí)，收縮越?。皇湛s越?。?在實(shí)際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影響施工縫 第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土凝膠體的塑性流動(dòng)。凝膠體的塑性流動(dòng)。裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展。裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展?；炷猎诤奢d的長期作用下，其應(yīng)變或變形隨時(shí)間混凝土在荷載的長期作用下，其應(yīng)變或變形隨時(shí)間增長的現(xiàn)象稱為增長的現(xiàn)象稱為徐變徐變。第1章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能t0elashcrela,ela,cr, t 瞬時(shí)恢復(fù)瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變應(yīng)變彈性后效彈性后效殘余應(yīng)變殘余應(yīng)變加載