混凝土材料的物理力學(xué)性能

1、編輯ppt1混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能內(nèi)容提要鋼筋的強(qiáng)度與變形鋼筋的強(qiáng)度與變形混凝土的強(qiáng)度與變形混凝土的強(qiáng)度與變形粘結(jié)力粘結(jié)力編輯ppt2 Fe C Si、Mn S、P 合金元素 2.1 鋼 筋2.1.1 鋼筋的品種和級(jí)別鋼筋的品種和級(jí)別1.鋼鋼 筋筋 的的 成成 分分 編輯ppt32.鋼筋的品種： 碳素鋼 (C%)按化學(xué)成分 普通低合金鋼0.6%(0.61.4% ) -高碳鋼編輯ppt4軟鋼 有明顯屈服臺(tái)階 變形性能好 eg：熱軋鋼筋 硬鋼 無明顯屈服臺(tái)階 eg：高強(qiáng)鋼絲、鋼絲、 鋼絞線、熱處理鋼筋、 冷加工鋼筋 按 s-e曲線 編輯ppt5 按鋼筋的外形按鋼筋的外形 光面鋼筋 eg：HP

2、B300級(jí)變形鋼筋（螺紋 人字形 月牙紋）； 鋼絞線（7股）預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（精軋螺紋鋼筋）光面鋼筋螺旋肋鋼絲月牙紋鋼筋編輯ppt64）按生產(chǎn)工藝 1 熱軋鋼筋-低碳鋼、普通低合金鋼或細(xì)晶粒鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成 HPB300級(jí)（ ）、 HRB335級(jí)（ ）、HRBF335級(jí)（ ）、 HRB400級(jí)（ ）、 HRBF400級(jí)（ ）、RRB400級(jí)（ ） HRB500級(jí)（ ）和HRBF500級(jí)（ ）2 中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲：抗拉強(qiáng)度為8001270MPa，外 形有光面（ ）和螺旋肋（ ）兩種 3 消除應(yīng)力鋼絲：抗拉強(qiáng)度為14701860MPa，外形也有光面（ ）和螺旋肋（ ）兩種 4 鋼絞線（ ）：是

3、由多根高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)而成，常用的有17（7股）和13（3股）等，抗拉強(qiáng)度為15701960MPa5 預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（ ）：編輯ppt7 ：冶金行業(yè)近年來研制開發(fā)出細(xì)粒的金相組織，達(dá)到與添加合金元素相同的效果，強(qiáng)度和延性完全滿足混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求。晶粒鋼筋，這種鋼筋不需要添加或只需添加很少的合金元素，通過控制軋鋼的溫度形成細(xì)晶 ：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010未列入冷加工鋼筋，工程應(yīng)用時(shí)可按相關(guān)的冷加工鋼筋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行細(xì)晶粒鋼筋冷加工鋼筋編輯ppt82.1.2 鋼筋強(qiáng)度和變形鋼筋強(qiáng)度和變形1.鋼筋的s-e 曲線 （1）軟鋼拉伸時(shí)的典型s-e 曲線編輯ppt9四階段：0a彈性階段

4、 cf-屈服階段 df-強(qiáng)化階段 de-頸縮階段三應(yīng)變： e y-屈服應(yīng)變 d -斷后伸長率(d5或d10, d100) d 只能反映鋼筋殘余變形的大小，忽略了鋼筋的彈 性變形，不能反映鋼筋受力時(shí)的總體變形能力； 人為誤差大。 dgt-均勻伸長率 %10000-llld%100)(sb00gt-ELLLsd編輯ppt10 dgt既能反映鋼筋的殘余變形，又能反映鋼筋的彈性變形，量測結(jié)果受原始標(biāo)距L0的影響較小，也不產(chǎn)生人為誤差。因此GB50010-2010采用dgt來統(tǒng)一評(píng)定鋼筋的塑性性能。 圖圖2.5 最大力下的總伸長率的量測方法最大力下的總伸長率的量測方法 dgt的測定圖圖2.4 鋼筋最大力

5、下的總伸長率鋼筋最大力下的總伸長率 編輯ppt11二強(qiáng)度屈服強(qiáng)度-混凝土構(gòu)件計(jì)算中鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)。極限抗拉強(qiáng)度-材料的實(shí)際破壞強(qiáng)度 鋼筋的強(qiáng)屈比-（極限抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值）表示結(jié)構(gòu)的可靠性潛力，在抗震結(jié)構(gòu)中考慮到受拉鋼筋可能進(jìn)入強(qiáng)化階段，要求強(qiáng)屈比不小于1.25。編輯ppt12 （2）硬鋼拉伸s-e曲線 圖圖2.3 無明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線無明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線 條件屈服強(qiáng)度：條件屈服強(qiáng)度：規(guī)范規(guī)范規(guī)定對(duì)無明顯屈服點(diǎn)的規(guī)定對(duì)無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，條件屈服強(qiáng)度取鋼筋，條件屈服強(qiáng)度取極限抗拉強(qiáng)度的極限抗拉強(qiáng)度的0.85倍。倍。編輯ppt13（3）鋼筋受壓s-e 曲線 軟鋼和硬

6、鋼受壓s-e 曲線與其受拉時(shí)s-e曲線基本相同，不同之處在于，鋼筋受壓時(shí)由于試件發(fā)生明顯的橫向塑性變形，截面面積增大，不會(huì)發(fā)生材料破壞，難以得出明顯的極限抗壓強(qiáng)度。編輯ppt142.鋼筋的冷彎性能 概念：概念：鋼筋的冷彎性能是將直徑為d的鋼筋繞直徑為D的彎芯進(jìn)行彎折（圖2.6），在達(dá)到規(guī)定冷彎角度a時(shí)，鋼筋不發(fā)生裂紋、斷裂或起層現(xiàn)象。 意義：意義：冷彎性能也是評(píng)是鋼筋塑性的指標(biāo)，是檢驗(yàn)鋼筋韌性、內(nèi)部質(zhì)量和加工可適性的有效方法，彎芯的直徑D越小，彎折角a 越大，說明鋼筋的塑性越好。編輯ppt15 檢驗(yàn)指標(biāo)： 軟鋼-屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長率和冷彎性能 四項(xiàng)。 硬鋼-極限抗拉強(qiáng)度、伸長率和冷彎

7、性能三項(xiàng)。 對(duì)在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的熱軋鋼筋和預(yù)應(yīng)筋的具體性能要求見有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，如鋼筋混凝土用鋼GB1499、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲GB/T5223等。編輯ppt16概念概念：鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性：鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，從塑性破壞的動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，從塑性破壞變成脆性突然斷裂的破壞現(xiàn)象。變成脆性突然斷裂的破壞現(xiàn)象。eg吊車梁、橋面吊車梁、橋面板、軌枕板、軌枕鋼筋的疲勞強(qiáng)度鋼筋的疲勞強(qiáng)度是指在某一規(guī)定的應(yīng)力幅內(nèi)，經(jīng)是指在某一規(guī)定的應(yīng)力幅內(nèi)，經(jīng)受一定次數(shù)（我國規(guī)定為受一定次數(shù)（我國規(guī)定為200萬次）循環(huán)荷載后萬次）循環(huán)荷載后發(fā)生

8、疲勞破壞的最大應(yīng)力值。發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。 2.1.3鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞編輯ppt17 ：由于鋼筋內(nèi)部和外表面的缺陷引起應(yīng)力集中，鋼筋中晶粒發(fā)生滑移，產(chǎn)生疲勞裂紋，最后斷裂。 ：疲勞應(yīng)力幅、最小應(yīng)力值的大小，鋼筋外表面幾何形狀，鋼筋直徑，鋼筋強(qiáng)度和試驗(yàn)方法等。我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了不同等級(jí)鋼筋的疲勞應(yīng)力幅度限值，并規(guī)定該值與截面同一纖維上鋼筋最小應(yīng)力與最大應(yīng)力的比值有關(guān)，r f 稱為疲勞應(yīng)力比。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋，當(dāng)r f 0.9時(shí)，可不進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。疲勞破壞的原因影響鋼筋疲勞強(qiáng)度的因素編輯ppt182.1.4 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求鋼筋的強(qiáng)度-屈服強(qiáng)

9、度及極限抗拉強(qiáng)度鋼筋的塑性-伸長率和冷彎性能合格。GB50010-2010和相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各種鋼筋的伸長率（dgt ）和冷彎性能均有明確規(guī)定。鋼筋的可焊性-在一定的工藝條件下鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂紋及過大的變形，保證焊接后的接頭性能良好。鋼筋與混凝土的粘結(jié)力編輯ppt192.2 2.2 混凝土混凝土2.2.1 2.2.1 混凝土的組成結(jié)構(gòu)混凝土的組成結(jié)構(gòu)水泥水泥+水水+砂（細(xì)骨料）砂（細(xì)骨料）+石材（粗骨料）石材（粗骨料）+外加劑外加劑 人工石材。人工石材。混凝土內(nèi)微縫壞情況混凝土內(nèi)微縫壞情況編輯ppt20 1.立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu 按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長為按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長為1

10、50mm的立方體試件，在標(biāo)的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95%保證率的保證率的抗壓強(qiáng)度值（以抗壓強(qiáng)度值（以N/mm2計(jì)）稱為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)計(jì)）稱為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度等級(jí)。我國規(guī)范采用立方體抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)。我國規(guī)范采用立方體抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法：不涂潤滑油，加載速度為：混凝土強(qiáng)：不涂潤滑油，加載速度為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于度等級(jí)低于C30時(shí)，取每秒鐘時(shí)，取每秒鐘0.30.5N/mm2；混凝土強(qiáng)；混凝土強(qiáng)度度等級(jí)高于或等于C30時(shí)，取每秒鐘0.50.8N

11、/mm2。 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件：溫度：溫度203、相對(duì)濕度在、相對(duì)濕度在90%以上以上的潮濕空氣環(huán)境，規(guī)定的試驗(yàn)齡期為的潮濕空氣環(huán)境，規(guī)定的試驗(yàn)齡期為28d。2.2.22.2.2混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度編輯ppt21 混凝土強(qiáng)度等級(jí)有14級(jí)，分別為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。符號(hào)“C”代表混凝土，后面的數(shù)字表示混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（以N/mm2計(jì)），例如C60表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為60N/mm2。 圖圖2.8 混凝土立方體試件破壞情況混凝土立方體試件破壞情況 編輯ppt222.軸心抗壓

12、強(qiáng)度fc 用混凝土棱柱體試件測得的抗壓強(qiáng)度稱為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度，也稱棱柱體抗壓強(qiáng)度。h/b ，測得的強(qiáng)度 ，但當(dāng)h/b達(dá)到一定值后，這種影響就不明顯了。試驗(yàn)表明，當(dāng)h/b由1 2時(shí)，抗壓強(qiáng)度降低很快；但當(dāng)h/b由2 4時(shí)，其抗壓強(qiáng)度變化不大。我國規(guī)范以150mm150mm300mm的棱柱體為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件。編輯ppt23 圖圖2.11 混凝土軸心抗混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系強(qiáng)度的關(guān)系 圖圖2.10 混凝土棱柱體混凝土棱柱體抗壓試驗(yàn)和試件破壞抗壓試驗(yàn)和試件破壞情況情況 編輯ppt24 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck與立

13、方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k之間的換算關(guān)系為： （2.3）ac1 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度的比值，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C50時(shí)， ac1 =0.76；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，ac1 =0.82；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為中間值時(shí)，按線性變化插值；ac2 混凝土的脆性系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C40時(shí)， ac2 =1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)， ac2 =0.87；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為中間值時(shí)，按線性變化插值； 0.88考慮結(jié)構(gòu)中的混凝土強(qiáng)度與立方體試件混凝土強(qiáng)度差異等因素的修正系數(shù)。 kcu,c2c1ck88.0ffaa編輯ppt253. 混凝土的抗拉強(qiáng)度 軸心抗拉強(qiáng)度ft 直接拉

14、伸試驗(yàn)直接拉伸試驗(yàn) 劈拉強(qiáng)度ft，s ftfc，ft /fc=1/101/20，fcu , ft /fc編輯ppt26 我國規(guī)范采用軸心抗拉強(qiáng)度ft作為混凝土抗拉強(qiáng)度的代表值。 據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，規(guī)范采用的ftk與fcu,k間的換算關(guān)系為： c245. 00.55kcu,tk)645. 11 (395. 088. 0ad-ff編輯ppt27 4. 混凝土在復(fù)合應(yīng)力作用下的強(qiáng)度 （1）混凝土的雙向受力強(qiáng)度 圖圖2.14 混凝土雙向應(yīng)力強(qiáng)度混凝土雙向應(yīng)力強(qiáng)度 （圖中第三象限），一向的抗壓強(qiáng)度隨另一向壓應(yīng)力的增大而增大 （圖中第一象限），一個(gè)方向的抗拉強(qiáng)度受另一方向拉應(yīng)力的影響不明顯，其抗拉強(qiáng)度接近于單向

15、抗拉強(qiáng)度。 （圖中第二、四象限），抗壓強(qiáng)度隨拉應(yīng)力的增大而降低，同樣抗拉強(qiáng)度也隨壓應(yīng)力的增大而降低，其抗壓或抗拉強(qiáng)度均不超過相應(yīng)的單軸強(qiáng)度。雙向受壓時(shí) 雙向受拉時(shí)一向受拉另一向受壓時(shí)編輯ppt28（2）混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下的強(qiáng)度 圖圖2.15 混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下的強(qiáng)度曲線混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下的強(qiáng)度曲線 可以看出混凝土的 ，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而增大；當(dāng)壓應(yīng)力大于0.6fc以后，抗剪強(qiáng)度反而隨壓應(yīng)力的增大而減小。 由于剪應(yīng)力的存在，其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均低于相應(yīng)的單軸強(qiáng)度。 抗剪強(qiáng)度隨拉應(yīng)力的增大而減小；當(dāng)壓應(yīng)力小于0.6fc時(shí)編輯ppt29 （3）混凝土

16、的三向受壓強(qiáng)度 混凝土三向受壓時(shí)，一向抗壓強(qiáng)度隨另兩向壓應(yīng)力的增加而增大，并且混凝土受壓的極限變形也大大增加。 由試驗(yàn)結(jié)果得到的經(jīng)驗(yàn)公式為： 在等側(cè)向壓應(yīng)力s2作用下混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度； 無側(cè)向壓應(yīng)力時(shí)混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度。 k 為側(cè)向壓應(yīng)力系數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果取k =4.57.0，平均值為5.6，當(dāng)側(cè)向壓應(yīng)力較低時(shí)得到的系數(shù)值較高。2cccskffccfcf編輯ppt30 2.2.3 混凝土的變形混凝土的變形 受力變形受力變形 一次短期加荷的變形一次短期加荷的變形 荷載長期作用下的變形荷載長期作用下的變形 多次重復(fù)荷載作用下的變形多次重復(fù)荷載作用下的變形 非受力變形非受力變形 溫度變化產(chǎn)生的

17、變形溫度變化產(chǎn)生的變形 收縮收縮 膨脹膨脹 編輯ppt31 圖圖2.17 混凝土棱柱體受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線混凝土棱柱體受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線1. 混凝土在一次短期加荷時(shí)的變形性能混凝土在一次短期加荷時(shí)的變形性能（1）混凝土受壓）混凝土受壓s s- -e e曲線曲線 上升段OC , s s- -e e關(guān)系接近于直線，A 點(diǎn)為比例極限（圖2.18a）。 ，B點(diǎn)的應(yīng)力可作為混凝土長期受壓強(qiáng)度的依據(jù)（圖2.18b） （圖2.18c）；C點(diǎn)的應(yīng)力即為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fc ，相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變e 0 ,對(duì)C50及以下的素混凝土通常取e 0 =0002。 ：凸曲線變?yōu)榘记€，出現(xiàn)拐點(diǎn)D ，收斂點(diǎn)E ；超過E點(diǎn)

18、后，試件的貫通主裂縫已經(jīng)很寬，失去結(jié)構(gòu)意義。OA段-準(zhǔn)彈性階段AB段-裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段 BC段-裂縫不穩(wěn)定擴(kuò)展階段下降段CF編輯ppt32 圖圖2.18 混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展過程混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展過程編輯ppt33 不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線：應(yīng)變曲線： 圖圖2.19 不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線 隨著混凝土強(qiáng)度的提高，上升段曲線的直線部分增大，峰值應(yīng)變e 0也有所增大；但混凝土強(qiáng)度越高，曲線下降段越陡，延性也越差。 編輯ppt34 圖圖2.20 不同應(yīng)變速度下混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線不同應(yīng)變速度下混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線 ：隨著加荷速度的降低，峰值應(yīng)

19、力逐漸減小，但與峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變卻增大了，下降段也變得平緩一些。加載速度對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響編輯ppt35 (2) 橫向變形系數(shù)nc 混凝土試件在一次短期加荷時(shí)，產(chǎn)生的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值，稱橫向變形系數(shù)nc，又稱為泊松比。s 0.5fc時(shí)， nc ；混凝土處于彈性階段時(shí)，取nc =0.2。當(dāng)混凝土應(yīng)力較小時(shí)，體積隨壓應(yīng)力的增大而減小，當(dāng)壓應(yīng)力超過一定值后，隨壓應(yīng)力的增大，體積又重新增大，最后竟然超過了原來的體積。 圖圖2.23混凝土橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變的關(guān)系混凝土橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變的關(guān)系 編輯ppt36(3)混凝土的變形模量 圖圖2.25 混凝土變形模量的表示方法混凝土變形模量的表示方法0

20、cecctanaesE彈性模量（原點(diǎn)模量）彈性模量（原點(diǎn)模量）Ec 割線模量（變形模量）1ccctanaesE切線模量atanc EEc/ ，Ec/為變值，隨sc的增大而減小。cE編輯ppt37 圖圖2.26 Ec的測定方法的測定方法規(guī)范規(guī)定的Ec的測定方法將棱柱體試件加荷至應(yīng)力0.4 fc，反復(fù)加荷510次后，應(yīng)力-應(yīng)變曲線接近于直線，該直線的斜率即作為彈性模量的取值。cu5c7.342.210fE編輯ppt38 (4)混凝土的剪切模量Gc 我國規(guī)范近似取Gc=0.4 Ec。（5）混凝土軸向受拉的s-e關(guān)系 曲線形狀與受壓時(shí)相似，有上升和下降段，曲線原點(diǎn)切線斜率與受壓時(shí)基本一致，峰值應(yīng)力和峰

21、值應(yīng)變比受壓時(shí)小得多。 圖圖2.27 不同強(qiáng)度混凝土的受拉不同強(qiáng)度混凝土的受拉s s- -e e曲線曲線）（ccc12nEG編輯ppt392. 混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形性能（疲勞變形）混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形性能（疲勞變形） 圖圖2.29 混凝土多次重混凝土多次重 復(fù)加荷的復(fù)加荷的s s- -e e曲線曲線 圖圖2.28 混凝土一次加荷卸混凝土一次加荷卸 荷的荷的s s- -e e曲線曲線 編輯ppt40 當(dāng)加荷應(yīng)力s1fcf時(shí)，開始時(shí)混凝土的s-e曲線凸向應(yīng)力軸，在重復(fù)加荷載過程中逐漸變化為凸向應(yīng)變軸，不能形成封閉環(huán)；隨著荷載重復(fù)次數(shù)的增加，s-e曲線的斜率不斷降低，最后混凝土試件因

22、嚴(yán)重開裂或變形太大而破壞，這種因荷載重復(fù)作用而引起的混凝土破壞稱為混凝土的疲勞破壞。 混凝土能承受荷載多次重復(fù)作用而不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力限值稱為混凝土的疲勞強(qiáng)度fcf。疲勞破壞編輯ppt413. 混凝土在荷載長期作用下的變形性能徐變徐變：混凝土在荷載的長期作用下隨時(shí)間而增長的變形。徐變與時(shí)間關(guān)系 圖圖2.30 混凝土的徐變混凝土的徐變e ece-瞬時(shí)彈性應(yīng)變；瞬時(shí)彈性應(yīng)變；e ecr-徐變；徐變；e ece -瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變；瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變；e ece -彈性后效；彈性后效；e ecr -殘余應(yīng)變。殘余應(yīng)變。編輯ppt421 內(nèi)在因素主要是指混凝土的組成與配合比。水泥用量大，徐變?cè)酱蟆? 環(huán)境

23、影響主要是指混凝土的養(yǎng)護(hù)條件以及使用條件下的溫濕度影響。養(yǎng)護(hù)的溫度越高，濕度越大，水泥水化作用越充分，徐變就越小。3 應(yīng)力條件的影響包括加荷時(shí)施加的初應(yīng)力水平和混凝土的齡期兩個(gè)方面。在同樣的應(yīng)力水平下，加荷齡期越早，混凝上硬化越不充分，徐變就越大；在同樣的加荷齡期條件下，施加的初應(yīng)力水平越大，徐變就越大。影響混凝土徐變的因素編輯ppt43 當(dāng)sc/fc0.8fc以后這種非線性徐變住往是不收斂的，最終將導(dǎo)致混凝土的破壞，如圖2.32所示。 圖圖2.31 壓應(yīng)力與徐變的關(guān)系壓應(yīng)力與徐變的關(guān)系 圖圖2.32 不同應(yīng)力比值的徐變時(shí)間曲線不同應(yīng)力比值的徐變時(shí)間曲線徐變的分類編輯ppt44 使構(gòu)件的變形增

24、加； 引起應(yīng)力重分布； 引起預(yù)應(yīng)力損失。 徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也有有利的一面，在某些情況下，徐變可減少由于支座不均勻沉降而產(chǎn)生的應(yīng)力，并可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。徐變對(duì)工程的影響4. 混凝土的收縮、膨脹和溫度變形收縮：混凝土在空氣中凝結(jié)硬化過程中體積減小收縮對(duì)工程的影響：產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力，從而加速裂縫的出現(xiàn)和開展；在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的收縮將導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的損失；對(duì)跨度變化比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)(如拱等)，混凝土的收縮還將產(chǎn)生不利于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。膨脹：混凝土在水中硬化時(shí)體積增大。一般說來，收縮值要比膨脹值大很多?；炷恋呐蛎浲怯欣模话憧刹挥杩紤]。 編輯ppt452.3 鋼筋與混凝土的相互作用鋼筋

25、與混凝土的相互作用粘結(jié)粘結(jié) 粘結(jié)應(yīng)力：是沿鋼筋縱向存在于鋼筋和混凝土接觸面上的剪應(yīng)力。 粘結(jié)力組成：化學(xué)膠結(jié)力，摩阻力，機(jī)械咬合力。 作用：進(jìn)行力和變形的相互傳遞，保證鋼筋與混凝土共同受力、共同變形的基礎(chǔ)；配筋構(gòu)造的基礎(chǔ)。 大小： 粘結(jié)應(yīng)力使鋼筋應(yīng)力沿其長度發(fā)生變化，沒有粘結(jié)應(yīng)力，鋼筋應(yīng)力就不會(huì)發(fā)生變化，反之如果鋼筋應(yīng)力沒有變化，就說明不存在粘結(jié)應(yīng)力。dxdds4s2.3.1 粘結(jié)的作用與性質(zhì)粘結(jié)的作用與性質(zhì)編輯ppt46 2.3.2粘結(jié)機(jī)理分析粘結(jié)機(jī)理分析變形鋼筋與混凝土的相互作用變形鋼筋與混凝土的相互作用光圓鋼筋與混凝土的相互作用光圓鋼筋與混凝土的相互作用編輯ppt47鋼筋表面形狀鋼筋表面

26、形狀混凝土強(qiáng)度：混凝土強(qiáng)度： u=kft保護(hù)層厚度：保護(hù)層厚度：c/d , u鋼筋澆注位置鋼筋澆注位置鋼筋凈間距鋼筋凈間距橫向鋼筋和橫向壓力等橫向鋼筋和橫向壓力等2.3.3 影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素當(dāng)鋼筋的當(dāng)鋼筋的錨固區(qū)作用有側(cè)向壓應(yīng)力時(shí)，使粘結(jié)強(qiáng)度提高。錨固區(qū)作用有側(cè)向壓應(yīng)力時(shí)，使粘結(jié)強(qiáng)度提高。編輯ppt48 1.鋼筋的錨固長度鋼筋的錨固長度 式中式中 la受拉鋼筋的錨固長度；受拉鋼筋的錨固長度； z za錨固長度修正系數(shù)，按下面規(guī)定取用，當(dāng)多于一錨固長度修正系數(shù)，按下面規(guī)定取用，當(dāng)多于一 項(xiàng)時(shí)，可以連乘計(jì)算。經(jīng)修正的錨固長度不應(yīng)小于基本錨項(xiàng)時(shí)，可以連乘計(jì)算。經(jīng)修正的錨固長度不應(yīng)小于基本錨固長度的固長度的0.6倍且不小于倍且不小于200mm。 lab鋼筋的基本錨固長度鋼筋的基本錨固長度 a a -錨固鋼筋的外形系數(shù)錨固鋼筋的外形