1砼結(jié)構(gòu)材料性能ppt課件

1、混凝土第一章第第1章章 鋼筋混凝土構(gòu)造的根本概念及鋼筋混凝土構(gòu)造的根本概念及資料的物理力學(xué)性能資料的物理力學(xué)性能混凝土第一章引言引言 鋼筋混凝土構(gòu)造主要用鋼筋和混凝土資料鋼筋混凝土構(gòu)造主要用鋼筋和混凝土資料制造而成。為了合理地進展混凝土構(gòu)造設(shè)制造而成。為了合理地進展混凝土構(gòu)造設(shè)計，需求深化地了解混凝土和鋼筋的受力計，需求深化地了解混凝土和鋼筋的受力性能。對混凝土和鋼筋力學(xué)性能，相互作性能。對混凝土和鋼筋力學(xué)性能，相互作用和共同任務(wù)的了解，是掌握混凝土構(gòu)造用和共同任務(wù)的了解，是掌握混凝土構(gòu)造構(gòu)件性能并對其進展分析與設(shè)計的根底。構(gòu)件性能并對其進展分析與設(shè)計的根底?；炷恋谝徽聝?nèi)容提要內(nèi)容提要 一、

2、鋼筋混凝土構(gòu)造的根本概念一、鋼筋混凝土構(gòu)造的根本概念 二、混凝土的強度二、混凝土的強度 三、混凝土的變形三、混凝土的變形 四、鋼筋的強度與變形四、鋼筋的強度與變形 五、鋼筋的成分、級別和種類五、鋼筋的成分、級別和種類 六、粘結(jié)機理六、粘結(jié)機理 七、影響粘結(jié)強度的要素七、影響粘結(jié)強度的要素混凝土第一章學(xué)習(xí)指點 教學(xué)要求：了解鋼筋混凝土構(gòu)造受力性能教學(xué)要求：了解鋼筋混凝土構(gòu)造受力性能的復(fù)雜性及配筋對其受力性能的影響。掌的復(fù)雜性及配筋對其受力性能的影響。掌握鋼筋混凝土構(gòu)造的優(yōu)缺陷。掌握鋼筋的握鋼筋混凝土構(gòu)造的優(yōu)缺陷。掌握鋼筋的種類及其物理力學(xué)特性。熟習(xí)鋼筋混凝土種類及其物理力學(xué)特性。熟習(xí)鋼筋混凝土構(gòu)

3、造對鋼筋性能要求。掌握混凝土各種強構(gòu)造對鋼筋性能要求。掌握混凝土各種強度目的及其特性。了解鋼筋與混凝土粘結(jié)度目的及其特性。了解鋼筋與混凝土粘結(jié)性能性能混凝土第一章學(xué)習(xí)指點 學(xué)習(xí)重點：學(xué)習(xí)重點： 1、鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的差別；、鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的差別； 2、鋼筋與混凝土共同任務(wù)的條件；、鋼筋與混凝土共同任務(wù)的條件； 3、鋼筋混凝土構(gòu)造的優(yōu)缺陷；、鋼筋混凝土構(gòu)造的優(yōu)缺陷； 4、鋼筋的種類和力學(xué)性能的根本目的；、鋼筋的種類和力學(xué)性能的根本目的； 5、鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線；、鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線； 6、混凝土的強度目的及強度等級；、混凝土的強度目的及強度等級； 7、混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線；、混

4、凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線； 8、混凝土的各種模量；、混凝土的各種模量； 9、混凝土的徐變和收縮；、混凝土的徐變和收縮； 10、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力混凝土第一章混凝土構(gòu)造混凝土構(gòu)造素混凝土構(gòu)造：素砼主要用于以受壓素混凝土構(gòu)造：素砼主要用于以受壓為主的根底、柱墩和一些非承重構(gòu)造。為主的根底、柱墩和一些非承重構(gòu)造。鋼筋混凝土構(gòu)造鋼筋混凝土構(gòu)造 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造 鋼筋混凝土構(gòu)造：是由配置受力的普通鋼筋鋼筋混凝土構(gòu)造：是由配置受力的普通鋼筋或鋼筋骨架的混凝土制成的構(gòu)或鋼筋骨架的混凝土制成的構(gòu)造。造。1.1混凝土第一章例：一跨度為4m，跨中作用集中荷載的簡支梁，梁截

5、面尺寸200300mm，混凝土為C20。如下圖：圖0-14000AAFa)200300AAb)4000BBBB200300210316混凝土第一章柱：實驗闡明，鋼筋混凝土柱與素混凝土柱：實驗闡明，鋼筋混凝土柱與素混凝土柱相比，不僅承載力大為提高，而且受力柱相比，不僅承載力大為提高，而且受力性能也得到改善以下圖性能也得到改善以下圖混凝土第一章現(xiàn)將素混凝土梁和配置鋼筋的梁進展荷載實驗：現(xiàn)將素混凝土梁和配置鋼筋的梁進展荷載實驗：a) 素砼梁 極限荷載 P=3.6kN 由砼抗拉強度控制 破壞形狀：脆性b) 鋼筋砼梁 極限荷載 P=36kN 由鋼筋受拉、砼受壓而破壞 破壞形狀：延性由此得出鋼筋和混凝土結(jié)

6、合的有效性：由此得出鋼筋和混凝土結(jié)合的有效性： 大大提高構(gòu)造的承載力 構(gòu)造的受力性能得到改善混凝土第一章鋼筋混凝土構(gòu)造不是鋼筋和混凝土之間的鋼筋混凝土構(gòu)造不是鋼筋和混凝土之間的恣意組合。恣意組合。其組合的原那么：發(fā)揚鋼筋抗拉、抗壓其組合的原那么：發(fā)揚鋼筋抗拉、抗壓強度高的特點；發(fā)揚混凝土抗壓強度高，而防強度高的特點；發(fā)揚混凝土抗壓強度高，而防止抗拉強度低的弱點。止抗拉強度低的弱點。1.1.2混凝土第一章板圖 0-2PPPPee柱簡支梁PPPP延續(xù)梁混凝土第一章1. 混凝土和鋼筋之間有著良好的粘結(jié)力,使兩者能可靠地結(jié)合成一個整體，在荷載作用下可以很好地共同變形,完成其構(gòu)造功能。2. 二者具有相近

7、的溫度線膨脹系數(shù)，不會由于溫度變化產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和相對變形而破壞粘結(jié)力。鋼筋鋼筋 st = 1.2 105混凝土混凝土 ct = 1.0 1.5 1053. 呈堿性的混凝土可以維護鋼筋免遭銹蝕的作用，保證了鋼筋與混凝土的共同作用。1.1.3 混凝土第一章1. 就地取材，節(jié)約鋼筋：砼所用砂、石，就地取材，節(jié)約鋼筋：砼所用砂、石，易于就地取材。近年有用工業(yè)廢料制造人易于就地取材。近年有用工業(yè)廢料制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善砼工骨料，或作為水泥的外加成分，改善砼的性能。鋼筋和砼的資料強度得到充分發(fā)的性能。鋼筋和砼的資料強度得到充分發(fā)揚，構(gòu)造承載力與剛度比例適宜，單位應(yīng)揚，構(gòu)造承載力與

8、剛度比例適宜，單位應(yīng)力價錢低，經(jīng)濟目的優(yōu)于鋼構(gòu)造。力價錢低，經(jīng)濟目的優(yōu)于鋼構(gòu)造。2. 耐久性好，耐火性好；砼是不良熱導(dǎo)體，30mm厚砼維護層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度。3. 可模性好，便于構(gòu)外型式的實現(xiàn)；4. 現(xiàn)澆或裝配整體式構(gòu)造的整體性好，剛度大。1.1.4優(yōu)點：優(yōu)點： 混凝土第一章1. 自艱苦自艱苦 =25kN/m3 輕骨料砼輕骨料砼 4.修補或撤除較困難。修補或撤除較困難。缺缺 點：點：2. 抗裂性差抗裂性差施加預(yù)應(yīng)力。施加預(yù)應(yīng)力。3.施工受氣候條件影響較大施工受氣候條件影響較大;混凝土第一章1.2.1 1.2.1 鋼筋的種類和級別鋼筋的種類和級別1.按化學(xué)成分碳素鋼碳

9、素鋼普通低合金鋼普通低合金鋼(參與少量低參與少量低 合金元合金元素素,強度、塑性均提高比如：強度、塑性均提高比如：20MnSi,20MnSiV1.2低碳鋼含碳量少低碳鋼含碳量少于于0.25%中碳鋼含碳量中碳鋼含碳量在在0.25%0.6%高碳鋼含碳量高碳鋼含碳量大于大于0.6%)鋼筋的要求：較高的強度，良好的塑性和可焊性，與混凝鋼筋的要求：較高的強度，良好的塑性和可焊性，與混凝土有較好的粘結(jié)性能。土有較好的粘結(jié)性能。 混凝土第一章2.按鋼筋的加工方法按鋼筋的加工方法:熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、熱處置鋼筋、鋼絲肋鋼筋、熱處置鋼筋、鋼絲 用于鋼筋混凝土橋梁構(gòu)造的鋼筋

10、主要選?。簾彳堜摻?、碳用于鋼筋混凝土橋梁構(gòu)造的鋼筋主要選取：熱軋鋼筋、碳素鋼絲、精軋螺紋鋼筋等三類素鋼絲、精軋螺紋鋼筋等三類熱軋鋼筋：將鋼材在高于再結(jié)晶溫度形狀下，用機械方法熱軋鋼筋：將鋼材在高于再結(jié)晶溫度形狀下，用機械方法軋制成不同外形的鋼筋。軋制成不同外形的鋼筋。碳素鋼絲：又稱高強鋼絲，普通是將熱軋鋼筋碳素鋼絲：又稱高強鋼絲，普通是將熱軋鋼筋8高碳鋼高碳鋼盤條加熱到盤條加熱到850950，并經(jīng)在，并經(jīng)在500 600的鉛浴中淬火，的鉛浴中淬火，使其具有較高的塑性，然后再經(jīng)酸洗，鍍銅，拉拔、嬌直、使其具有較高的塑性，然后再經(jīng)酸洗，鍍銅，拉拔、嬌直、回火、卷盤等工藝消費而得?；鼗稹⒕肀P等工藝消

11、費而得?；炷恋谝徽?常見的碳素鋼絲有：常見的碳素鋼絲有： 光面鋼絲：以多根鋼絲組成鋼絲束或由假設(shè)干根光面鋼絲：以多根鋼絲組成鋼絲束或由假設(shè)干根鋼絲紐結(jié)成鋼絞線得方式運用。橋梁常用有：鋼絲紐結(jié)成鋼絞線得方式運用。橋梁常用有：12二股二股13三股三股17七股七股d=9.515.2mm 螺旋肋鋼絲螺旋肋鋼絲 刻痕鋼絲刻痕鋼絲 適用于先張法適用于先張法d49mm.精軋螺紋鋼筋：精軋螺紋鋼筋：d=18mm,25mm,32mm,40mm四四種，強度較高，主要用于中小跨徑得預(yù)應(yīng)力橋梁種，強度較高，主要用于中小跨徑得預(yù)應(yīng)力橋梁構(gòu)件。構(gòu)件?；炷恋谝徽?3、按強度等級分見表、按強度等級分見表11 級：級：R2

12、35 ，低碳鋼，其強度較低，但塑性和可，低碳鋼，其強度較低，但塑性和可焊性能較好，公稱直徑范圍焊性能較好，公稱直徑范圍820mm; 級：級：HRB335，普通低合金鋼，強度、塑性和，普通低合金鋼，強度、塑性和可焊性等綜合性能較好，鋼筋外表帶肋與混凝土可焊性等綜合性能較好，鋼筋外表帶肋與混凝土粘結(jié)性能也較好。公稱直徑：粘結(jié)性能也較好。公稱直徑：650mm，引薦采，引薦采用普通不超越用普通不超越32mm。 級：級： HRB400，公稱直徑，公稱直徑650mm； KL400,鋼筋經(jīng)過熱軋后立刻穿水，進展外表冷卻，鋼筋經(jīng)過熱軋后立刻穿水，進展外表冷卻，然后利用心部余熱本身完成回火處置。公稱直徑然后利用

13、心部余熱本身完成回火處置。公稱直徑840mm。 公稱直徑：相當(dāng)于橫截面積相等得光面鋼筋的直公稱直徑：相當(dāng)于橫截面積相等得光面鋼筋的直徑。徑?；炷恋谝徽?、熱軋鋼筋按、熱軋鋼筋按外型特征分外型特征分 熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋R235，d=820,熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋HRB335,HRB400,KL400月牙肋月牙肋 紋路與肋不相交，紋路與肋不相交，不易產(chǎn)生應(yīng)力集中、粘結(jié)強度不易產(chǎn)生應(yīng)力集中、粘結(jié)強度略低于等高肋鋼筋。略低于等高肋鋼筋。等高肋等高肋螺旋紋、人字紋與螺旋紋、人字紋與鋼筋砼粘結(jié)力好，紋路與肋相交，鋼筋砼粘結(jié)力好，紋路與肋相交，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。易產(chǎn)生應(yīng)力集中?；炷恋谝徽鹿饷鎴A鋼筋

14、光面圓鋼筋螺旋紋鋼筋螺旋紋鋼筋人字紋鋼筋人字紋鋼筋月牙紋鋼筋月牙紋鋼筋混凝土第一章1.2.2 1.2.2 鋼筋的力學(xué)性能鋼筋的力學(xué)性能( (強度與變形強度與變形) )等等 一、鋼筋的 曲線lPPAAPll由力學(xué)性能不同分成：由力學(xué)性能不同分成：軟鋼：有明顯屈服臺階軟鋼：有明顯屈服臺階的鋼筋的鋼筋(熱軋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋、冷拉鋼筋鋼筋)硬鋼：無明顯屈服臺階的硬鋼：無明顯屈服臺階的鋼筋鋼筋(高強碳素鋼絲、鋼高強碳素鋼絲、鋼絞線絞線)一軟鋼一軟鋼混凝土第一章混凝土第一章比例極限屈服強度極限強度o(N/mm2)bded流幅abc a比例極限比例極限 b屈服強度屈服強度( b屈服屈服上限上限c屈服下限屈

15、服下限e延伸率延伸率 d極限強度極限強度1、特征：四個階四個階 段：段：oa彈性階段彈性階段bc屈服階段(cf)cd強化階段(fd)de 頸縮階段頸縮階段四個點：四個點：混凝土第一章 2、鋼筋主要物理力學(xué)目的：屈服強度、抗拉極限強度、伸長率、冷彎性能。屈服強度、抗拉極限強度、伸長率、冷彎性能。兩個強度目的：兩個強度目的： 1b點的屈服強度點的屈服強度是鋼筋混凝土構(gòu)造設(shè)計計算中是鋼筋混凝土構(gòu)造設(shè)計計算中強度取值的主要根據(jù)，由于鋼筋應(yīng)力到達屈服極限后，強度取值的主要根據(jù)，由于鋼筋應(yīng)力到達屈服極限后，荷載不添加，應(yīng)變繼續(xù)增大，使得鋼筋混凝土裂痕開展荷載不添加，應(yīng)變繼續(xù)增大，使得鋼筋混凝土裂痕開展過寬

16、，變形過大，構(gòu)造不能正常運用。過寬，變形過大，構(gòu)造不能正常運用。2d點的極限抗拉強度點的極限抗拉強度資料的實踐破壞強度，衡資料的實踐破壞強度，衡量鋼筋經(jīng)巨量變形后的抗拉才干，不能作為計算根據(jù)。量鋼筋經(jīng)巨量變形后的抗拉才干，不能作為計算根據(jù)?；炷恋谝徽虑鼜姳葮O限抗拉強度屈服強度屈強比：表示構(gòu)造的可靠性潛力，屈強比小那么構(gòu)造屈強比：表示構(gòu)造的可靠性潛力，屈強比小那么構(gòu)造的可靠性高，但太小鋼材利用率太低。但為了保證鋼的可靠性高，但太小鋼材利用率太低。但為了保證鋼筋的綜合強度性能，在檢驗鋼筋的質(zhì)量時，仍要保證筋的綜合強度性能，在檢驗鋼筋的質(zhì)量時，仍要保證它的極限抗拉強度并滿足檢驗規(guī)范的要求，特別在抗

17、它的極限抗拉強度并滿足檢驗規(guī)范的要求，特別在抗震構(gòu)造中，由于構(gòu)件要進入大變形任務(wù)，思索到鋼筋震構(gòu)造中，由于構(gòu)件要進入大變形任務(wù)，思索到鋼筋能夠受拉進入強化階段。能夠受拉進入強化階段。 混凝土第一章3、鋼筋的兩個塑性目的、鋼筋的兩個塑性目的%100112lll冷彎性能：冷彎性能：彎心直徑彎心直徑冷彎角度冷彎角度dldl10511015伸長率：伸長率：混凝土第一章二硬鋼二硬鋼 1、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系a0.2%0.2 fu b 0.2的定義名義的定義名義屈服強度：屈服強度：相應(yīng)于剩余應(yīng)變相應(yīng)于剩余應(yīng)變 = 0.2%時的應(yīng)力。時的應(yīng)力。作為強度設(shè)計的根作為強度設(shè)計的根據(jù)。據(jù)。b85. 02 . 0混凝土第一

18、章1.2.3 1.2.3 鋼材的冷加工鋼材的冷加工 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭。 冷加工的目的：改動鋼材內(nèi)部構(gòu)造，提高冷加工的目的：改動鋼材內(nèi)部構(gòu)造，提高 鋼材強度，節(jié)約鋼筋。鋼材強度，節(jié)約鋼筋。 冷加工對鋼材性能的影響。冷加工對鋼材性能的影響?；炷恋谝徽聉冷拉鋼筋冷拉鋼筋v 將鋼筋拉伸超越其屈服強度，放松，經(jīng)一段時將鋼筋拉伸超越其屈服強度，放松，經(jīng)一段時間之后，鋼筋會獲得比原來屈服強度更高的屈服間之后，鋼筋會獲得比原來屈服強度更高的屈服強度值。如下圖。強度值。如下圖。v冷拉后，屈服強度提高了，屈服臺階變短冷拉后，屈服強度提高了，屈服臺階變短, ,伸長伸長率降低，鋼材性量變硬變脆

19、。采用冷拉控制應(yīng)力率降低，鋼材性量變硬變脆。采用冷拉控制應(yīng)力和冷拉率控制?？箟簭姸葲]有提高，計算仍取用和冷拉率控制。抗壓強度沒有提高，計算仍取用原來的抗壓強度。原來的抗壓強度?；炷恋谝徽聢D1-4o冷拉控制應(yīng)力(N/mm2)冷拉率剩余變形oabccdd冷拉無時效冷拉經(jīng)時效(a)(b)d1d2Pd2d1混凝土第一章v冷拔冷拔v 將鋼筋用強力拔過硬質(zhì)合金拔絲模，截面將鋼筋用強力拔過硬質(zhì)合金拔絲模，截面變變 小而長度添加，可同時提高鋼材的抗拉小而長度添加，可同時提高鋼材的抗拉和抗壓強度。塑性降低很多。和抗壓強度。塑性降低很多。v冷軋冷軋v 將熱軋鋼筋在常溫下外表軋制成不同的外將熱軋鋼筋在常溫下外表軋

20、制成不同的外形，強度提高，塑性降低。形，強度提高，塑性降低。v 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋采用低碳熱軋盤圓進展冷采用低碳熱軋盤圓進展冷軋減徑，外表軋出月牙紋。軋減徑，外表軋出月牙紋。v 冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋鋼筋經(jīng)冷軋并經(jīng)改動而成。鋼筋經(jīng)冷軋并經(jīng)改動而成?；炷恋谝徽禄炷恋慕M份：混凝土的組份：骨料骨料水泥結(jié)晶體水泥結(jié)晶體水泥凝膠體水泥凝膠體彈性變形的根底彈性變形的根底塑性變形的根底塑性變形的根底砼的強度及變形隨時間、隨環(huán)境的變化而變化。砼的強度及變形隨時間、隨環(huán)境的變化而變化。1.3水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不同等級的砼。同等級的砼?；炷恋谝徽?.3

21、.1 1.3.1 混凝土的強度混凝土的強度1.混凝土立方體的抗壓強度混凝土立方體的抗壓強度 fcu：砼構(gòu)造主要利用其抗壓強度，因此抗壓強度是最主砼構(gòu)造主要利用其抗壓強度，因此抗壓強度是最主要和最根本的目的。要和最根本的目的。以每邊邊長為以每邊邊長為150mm的立方體為規(guī)范試件，在的立方體為規(guī)范試件，在202的溫度、相對濕度在的溫度、相對濕度在95%以上的潮濕空以上的潮濕空氣中養(yǎng)護氣中養(yǎng)護28d，按照規(guī)范制造方法和實驗方法測得，按照規(guī)范制造方法和實驗方法測得的抗壓強度值以的抗壓強度值以MPa為單位作為混凝土的立方為單位作為混凝土的立方體抗壓強度，用符號體抗壓強度，用符號fcu表示。表示?；炷恋?/p>

22、一章v影響砼強度的要素影響砼強度的要素v實驗方法。試件尺寸。加載速度。齡期。實驗方法。試件尺寸。加載速度。齡期。 由于尺寸效應(yīng)的影響：由于尺寸效應(yīng)的影響： fcu(150) = 0.95 fcu(100) fcu(150) = 1.05 fcu(200)混凝土第一章實驗錄像實驗錄像混凝土第一章常用等級：常用等級： C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50,C55, C60, C65, C70, C80.混凝土第一章混凝土第一章2. 軸心抗壓強度軸心抗壓強度 fc真實反映以受壓為主的混凝土構(gòu)造構(gòu)件真實反映以受壓為主的混凝土構(gòu)造構(gòu)件的抗壓強度，的抗壓強度，混凝土

23、第一章實驗錄像實驗錄像混凝土第一章3. 軸心抗拉強度軸心抗拉強度 ft混凝土的抗拉強度比抗壓強度小得多，混凝土的抗拉強度比抗壓強度小得多，為抗壓強度為抗壓強度 。18181直接測試方法直接測試方法(100X100X500)間接測試方法間接測試方法(劈裂實驗劈裂實驗)測試方測試方 法：法：混凝土第一章1直接拉伸測試方法：采用兩端預(yù)埋鋼筋的混凝直接拉伸測試方法：采用兩端預(yù)埋鋼筋的混凝土棱柱體測試軸心抗拉強度時如以下圖，堅持土棱柱體測試軸心抗拉強度時如以下圖，堅持試件軸心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的。試件軸心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的?；炷羶?nèi)部構(gòu)造不均勻，鋼筋的預(yù)埋和試件的安裝混

24、凝土內(nèi)部構(gòu)造不均勻，鋼筋的預(yù)埋和試件的安裝都難以對中，而偏心又對抗拉強度測試有很大的干都難以對中，而偏心又對抗拉強度測試有很大的干擾。擾?；炷恋谝徽?劈裂實驗測試法：軸心受拉實驗對中困難，常劈裂實驗測試法：軸心受拉實驗對中困難，常采用立方體或圓柱體劈裂實驗測定砼的抗拉強度。采用立方體或圓柱體劈裂實驗測定砼的抗拉強度。采用圓柱體或立方體的劈裂試件來測定采用圓柱體或立方體的劈裂試件來測定.(如以下如以下圖圖 混凝土第一章劈拉實驗FdF拉壓壓混凝土第一章經(jīng)過墊條施加線載荷經(jīng)過墊條施加線載荷P，垂直截面上除墊條附近外，垂直截面上除墊條附近外，產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力到達產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力到達f

25、t時，試件對半劈時，試件對半劈裂。裂。AFAFfts637. 02fts(混凝土劈裂抗拉強度，F(xiàn)(劈裂破壞荷載，A試件劈裂面面積tstff9 . 0混凝土第一章實驗錄像實驗錄像混凝土第一章4. 復(fù)合應(yīng)力形狀下混凝土強度復(fù)合應(yīng)力形狀下混凝土強度 雙向正應(yīng)力作用：兩個垂直平面上作用有法向應(yīng)力,第三個平面上應(yīng)力為零. (如圖)1, 2 (壓壓) 強度添加1, 2 (拉壓) 強度降低1, 2 (拉拉) 強度根本不變混凝土第一章混凝土第一章 正應(yīng)力和剪應(yīng)力作用混凝土的抗壓強度由于剪應(yīng)力的存在而降低，當(dāng)/fc0.50.7)時,抗剪強度隨壓應(yīng)力的增大而增大, /fc0.50.7)時,抗剪強度隨壓應(yīng)力的增大而

26、減小,混凝土第一章三向受壓形狀下混凝土強度混凝土第一章凝土強度提高的緣由是：由于側(cè)向約束了混凝土凝土強度提高的緣由是：由于側(cè)向約束了混凝土受壓后橫向變形，限制了混凝土內(nèi)部裂痕的產(chǎn)生受壓后橫向變形，限制了混凝土內(nèi)部裂痕的產(chǎn)生和開展，從而提高了混凝土在受壓方向上的抗壓和開展，從而提高了混凝土在受壓方向上的抗壓強度強度2cc :kffc抗壓強度提高鋼管砼鋼管砼密配螺旋箍筋密配螺旋箍筋15工程運用：約束混工程運用：約束混凝土凝土混凝土第一章1.2.2 1.2.2 混凝土的變形混凝土的變形 受力變形受力變形 單調(diào)短期加載下的單調(diào)短期加載下的變形變形變形分類變形分類 長期長期荷載作用下的變形荷載作用下的變

27、形 多次反復(fù)加載的變多次反復(fù)加載的變形形 體積變形：混凝土收縮以及溫度變化體積變形：混凝土收縮以及溫度變化引起的變形引起的變形混凝土第一章混凝土第一章特征點：特征點：0 對應(yīng)于峰值點應(yīng)變 c0 = 0.002cu 混凝土極限壓應(yīng)變cu = (3.05.0)10-3fc 軸心抗壓強度2影響混凝土軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的主要要素：影響混凝土軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的主要要素：a、混凝土的強度：上升段影響較小，下降段影響較、混凝土的強度：上升段影響較小，下降段影響較大。強度越高，延性越差。延性是資料接受變形的大。強度越高，延性越差。延性是資料接受變形的才干才干b、應(yīng)變速率：應(yīng)變速率小，峰值應(yīng)力、應(yīng)變速率：

28、應(yīng)變速率小，峰值應(yīng)力fc降低，降低， c0 增大，下降段曲線坡度顯著地減緩。增大，下降段曲線坡度顯著地減緩。c、 測試技術(shù)和實驗條件測試技術(shù)和實驗條件混凝土第一章混凝土第一章圖1-8kcc0cecp0h混凝土彈性?；炷翉椥阅Ａ康厝N表示量地三種表示方法方法1原點原點彈性模量：彈性模量：ce0c tgE16混凝土第一章v彈性模量測定方法彈性模量測定方法0.5fc510次)(74.342 . 210,5MPafEkcuc利用多次反復(fù)加載卸載利用多次反復(fù)加載卸載后應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系趨于直線后應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系趨于直線的性質(zhì)求彈性模量。的性質(zhì)求彈性模量。加載至加載至0.5fc0.5fc，卸載至，卸載至零，反復(fù)加

29、載卸載零，反復(fù)加載卸載5 51010次，應(yīng)力次，應(yīng)力應(yīng)變曲線漸趨應(yīng)變曲線漸趨穩(wěn)定并接近于不斷線，該穩(wěn)定并接近于不斷線，該直線的正切直線的正切tgtg即為砼的即為砼的彈性模量。彈性模量。彈性模量閱歷公式：彈性模量閱歷公式：17混凝土第一章2割線模量：割線模量：ccpcecececcpceccccEtgE193切線模量：切線模量：01.0cccddtgE 1104剪切模量：剪切模量：c = ce + cp18G = 0.4Ec混凝土第一章2. 混凝土在荷載長期作用下的變形混凝土在荷載長期作用下的變形 徐變徐變1定義：在荷載的長期作用下，混凝土的定義：在荷載的長期作用下，混凝土的變形將隨時間而添加，

30、亦即在應(yīng)力不變的情況下，變形將隨時間而添加，亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時間繼續(xù)增長，這種景象被稱為徐混凝土的應(yīng)變隨時間繼續(xù)增長，這種景象被稱為徐變。變。徐變：徐變：2徐徐變曲線：變曲線：混凝土第一章3混凝土徐變的緣由：混凝土徐變的緣由： 在荷載長期作用下，混凝土凝膠體中的水在荷載長期作用下，混凝土凝膠體中的水分逐漸壓出，水泥石逐漸發(fā)生粘性流動，分逐漸壓出，水泥石逐漸發(fā)生粘性流動，微細空隙逐漸閉合，結(jié)晶體內(nèi)部逐漸滑動，微細空隙逐漸閉合，結(jié)晶體內(nèi)部逐漸滑動，微細裂痕逐漸發(fā)生等各種要素的綜合結(jié)果。微細裂痕逐漸發(fā)生等各種要素的綜合結(jié)果。(凝膠體的粘性流動要繼續(xù)一個較長時間，凝膠體的粘性流動

31、要繼續(xù)一個較長時間，內(nèi)部裂痕不斷產(chǎn)生和開展內(nèi)部裂痕不斷產(chǎn)生和開展混凝土第一章a初應(yīng)力大?。撼鯌?yīng)力越大，徐變越大初應(yīng)力大小：初應(yīng)力越大，徐變越大徐變性質(zhì)：徐變性質(zhì)：線性徐變線性徐變 初應(yīng)力初應(yīng)力 c0.5fc 徐變與初應(yīng)力呈正比徐變與初應(yīng)力呈正比非線性徐變非線性徐變 c0.5fc0.8fc ，徐，徐變的增長較應(yīng)力的增長為變的增長較應(yīng)力的增長為快快 當(dāng)當(dāng) c 0.8fc ，徐變開展最終導(dǎo)致破壞，徐變開展最終導(dǎo)致破壞4徐變的影響要素：徐變的影響要素：混凝土第一章 b加荷時混凝土的齡期：加載時齡期越短，徐變越大 c混凝土的組成成分和配合比：水泥用混凝土的組成成分和配合比：水泥用量越多，水灰比越大，徐變

32、越大；骨料強量越多，水灰比越大，徐變越大；骨料強度和彈性模量越高，徐變越小。度和彈性模量越高，徐變越小。 d養(yǎng)護和運用條件下的溫度和濕度：養(yǎng)養(yǎng)護和運用條件下的溫度和濕度：養(yǎng)護溫度高、濕度大，徐變越?。皇芰蟓h(huán)護溫度高、濕度大，徐變越小；受力后環(huán)境溫度越高，濕度低，徐變就越大。境溫度越高，濕度低，徐變就越大?；炷恋谝徽?5)徐變對構(gòu)造的影響：徐變對構(gòu)造的影響： 使構(gòu)件的變形添加； 在截面中引起應(yīng)力重分布； 在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造中引起預(yù)應(yīng)力損失?；炷恋谝徽?. 混凝土的非荷載變形混凝土的非荷載變形 收縮收縮1定義：在混凝土凝結(jié)和硬化的物理化學(xué)過程中定義：在混凝土凝結(jié)和硬化的物理化學(xué)過程中體積隨時

33、間推移而減小的景象稱為收縮。體積隨時間推移而減小的景象稱為收縮。混凝土第一章蒸汽養(yǎng)護常溫養(yǎng)護051015200.10.20.30.4收縮(103)時間 (月)混凝土第一章(3)收縮的緣由收縮的緣由硬化初期水泥石在凝固過程硬化初期水泥石在凝固過程中產(chǎn)生的體積變化化學(xué)性中產(chǎn)生的體積變化化學(xué)性收縮，本身的體積收縮收縮，本身的體積收縮后期主要是混凝土內(nèi)自在水分蒸后期主要是混凝土內(nèi)自在水分蒸發(fā)而引起的干縮物理收縮，失發(fā)而引起的干縮物理收縮，失水枯燥水枯燥(4)影響收縮影響收縮的主要要素的主要要素混凝土的組成和配比混凝土的組成和配比構(gòu)件的養(yǎng)護條件、運用環(huán)境的溫度和構(gòu)件的養(yǎng)護條件、運用環(huán)境的溫度和濕度以及凡

34、是影響混凝土中水分堅持濕度以及凡是影響混凝土中水分堅持的要素的要素構(gòu)件的體表比：比值越小，收縮越大構(gòu)件的體表比：比值越小，收縮越大混凝土第一章5收縮對構(gòu)造的影響收縮對構(gòu)造的影響構(gòu)件未受荷之前產(chǎn)生裂痕。超靜定構(gòu)造產(chǎn)生次內(nèi)力。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋和混凝土一同回縮引起預(yù)應(yīng)力損失?；炷恋谝徽?1.根本概念根本概念 粘結(jié):鋼筋和混凝土界面之間的一種相互作用力。 粘結(jié)應(yīng)力：鋼筋與混凝土接觸面上所產(chǎn)生的沿鋼筋縱向的剪應(yīng)力。 粘結(jié)強度：粘結(jié)失效鋼筋被拔出或混凝土被劈裂時的最大平均粘結(jié)應(yīng)力。1.3混凝土第一章 2.粘結(jié)的作用抵抗鋼筋滑動，保證兩種資料共同任務(wù)抵抗鋼筋滑動，保證兩種資料共同任務(wù) 1.3

35、3.粘結(jié)機理粘結(jié)機理(1)粘結(jié)力的組成粘結(jié)力的組成:化學(xué)膠著力化學(xué)膠著力:鋼筋和混凝土外表的化學(xué)吸附作鋼筋和混凝土外表的化學(xué)吸附作用用.摩擦力摩擦力:混凝土收縮緊握鋼筋而產(chǎn)生的混凝土收縮緊握鋼筋而產(chǎn)生的.機械咬合力機械咬合力:鋼筋外表凹凸不平和混凝土之間鋼筋外表凹凸不平和混凝土之間產(chǎn)活力械咬合力產(chǎn)活力械咬合力混凝土第一章lFsAsdmax2.粘結(jié)應(yīng)力分析粘結(jié)應(yīng)力分析(以拉拔實驗為例以拉拔實驗為例)udxdxdds)(42dxxdds)(4混凝土第一章a.應(yīng)力分析： 加荷端鋼筋加荷端鋼筋 試件端混凝土：試件端混凝土： 應(yīng)變差產(chǎn)生應(yīng)變差產(chǎn)生，粘結(jié)應(yīng)力，粘結(jié)應(yīng)力將鋼筋拉力逐漸向?qū)摻罾χ饾u向混凝土

36、傳送，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變減小，而混凝混凝土傳送，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變減小，而混凝土的應(yīng)力應(yīng)變添加，直到長度土的應(yīng)力應(yīng)變添加，直到長度l處處c=s， 0sssssEAF,0, 0cc混凝土第一章b.結(jié)論： 1)粘結(jié)應(yīng)力分布呈曲線形；粘結(jié)應(yīng)力分布呈曲線形； 2光圓鋼筋和帶肋鋼筋的粘結(jié)應(yīng)力分布圖光圓鋼筋和帶肋鋼筋的粘結(jié)應(yīng)力分布圖形不同；形不同； 3帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度比光圓鋼帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度比光圓鋼筋高得多。筋高得多?；炷恋谝徽?(3)破壞過程:光面鋼筋光面鋼筋: 粘結(jié)力:膠著力、摩擦力、機械咬合力。 破壞過程：沒有產(chǎn)生滑移前，只需化學(xué)吸附作用，一旦混凝土和鋼筋發(fā)生滑移后，那么由摩擦力和鋼筋

37、外表粗糙不平產(chǎn)生的機械咬合力提供。1.3混凝土第一章 破壞形狀：剪切破壞鋼筋從混凝土中被拔出，破壞面是鋼筋和混凝土之間的接觸面。 措施：端部做彎鉤和足夠的錨固長度受壓時，可不做彎鉤。1.3混凝土第一章帶肋鋼筋帶肋鋼筋: 粘結(jié)力:膠著力、摩擦力、機械咬合力。 破壞過程：沒有產(chǎn)生滑移前，只需化學(xué)吸附作用，一旦混凝土和鋼筋發(fā)生滑移后，那么由摩擦力和機械咬合力主要提供。1.3混凝土第一章 破壞形狀：破壞形狀：剪切型粘結(jié)破壞剪切型粘結(jié)破壞(維護層厚度較厚或有環(huán)向箍維護層厚度較厚或有環(huán)向箍筋約束筋約束 劈裂型粘結(jié)破壞維護層厚度較小，或未配劈裂型粘結(jié)破壞維護層厚度較小，或未配環(huán)向箍筋環(huán)向箍筋 1.3混凝土第

38、一章混凝土第一章.4.影響粘結(jié)強度的主要要素: (1)混凝土的強度等級：粘結(jié)強度隨砼強度的提高而添加，但并不與立方體強度fcu成正比，而與抗拉強度 ft大約 成正比。 (2)澆注混凝土?xí)r鋼筋所處的位置有關(guān)：混凝土澆筑后有下沉及泌水景象。處于程度位置的鋼筋，其下的混凝土由于水分、氣泡的逸出及混凝土的下沉，并不與鋼筋嚴(yán)密接觸，減弱了二者之間的粘結(jié)作用，比豎向位置的鋼筋的粘結(jié)強度要低。 混凝土第一章 (3)鋼筋之間的凈距鋼筋之間的凈距 (4)混凝土維護層厚度：變形鋼筋，粘結(jié)強混凝土維護層厚度：變形鋼筋，粘結(jié)強度主要取決于劈裂破壞。相對維護層厚度度主要取決于劈裂破壞。相對維護層厚度c/d 越大，砼抵抗劈裂破壞的才干也越大，越大，砼抵抗劈裂破壞的才干也越大，粘結(jié)強度越高。粘結(jié)強度越高。 (5)鋼筋的外表外形鋼筋的外表外形 光面鋼筋外表凹凸較小，機械咬協(xié)作用光面鋼筋外表凹凸較小，機械咬協(xié)作用小，粘結(jié)強度低。小，粘結(jié)強度低。 月牙肋和螺紋肋變形鋼筋，機械咬協(xié)作月牙肋和螺紋肋變形鋼筋，機械咬協(xié)作用大，粘結(jié)強度