鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能

鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能第一章鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第1頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能第一章鋼筋和混凝土材料力學(xué)鋼筋普通混凝土鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第2頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能一、鋼筋的強(qiáng)度和變形

1.鋼筋的成分、級別和品種按化學(xué)成分碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、磷等元素）低碳鋼（含碳量<0.25%）中碳鋼（含碳量0.25~0.6%）高碳鋼（含碳量0.6~1.4%）普通低合金鋼（另加硅、錳、鈦、釩、鉻等）硅系硅釩系硅鈦系硅錳系20MnSiNb20：含碳量的萬分?jǐn)?shù)化學(xué)元素：表示其平均含量均不超過1.5%鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第3頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能鋼筋熱軋鋼筋hotrolledsteelreinforcingbars

（軟鋼）：熱軋光面鋼筋（hotrolledplainbars）：HPB300（Ⅰ級）熱軋帶肋鋼筋（hotrolledribbedbars）：

HRB335（Ⅱ級）、HRB400（Ⅲ級）、HRB500

（Ⅳ級）冷加工鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下采用某種工藝加工熱處理鋼筋（硬鋼）：將屈服強(qiáng)度相當(dāng)于HRB335鋼筋通過加熱、淬火、回火處理而成：RRB400（remainedheatribbedbars

）按加工方式鋼絲碳素鋼絲（硬鋼）：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應(yīng)力消除、矯正、回火處理而成刻痕鋼絲（硬鋼）

：在鋼絲表面刻痕，以增強(qiáng)其與混凝土間的粘結(jié)力鋼絞線（硬鋼）

：多根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起，多為3股或7股冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第4頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能鋼筋的符號說明HPB300屈服強(qiáng)度生產(chǎn)工藝：hotrolled表面形狀：plain鋼筋：barHRB335hotrolledribbedbarRRB400RemainedheattreatmentribbedbarHRBF500細(xì)晶粒：fine鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第5頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能按表面形狀光圓鋼筋變形鋼筋鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第6頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能2.鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)極限抗拉強(qiáng)度D點(diǎn)以后出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺CD段為強(qiáng)化段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-應(yīng)變曲線幾乎相同

AB’BCDEA‘Es=σ/ε彈性極限比例極限條件屈服極限鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第7頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能

AB’BCDE明顯流幅的鋼筋（軟鋼）：屈服強(qiáng)度：下屈服點(diǎn)用途：設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋強(qiáng)度取值的主要依據(jù)原因：鋼筋屈服后會產(chǎn)生大的塑性變形，鋼筋混凝土構(gòu)件會產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形和不可閉合的裂縫極限強(qiáng)度：曲線最高點(diǎn)用途：強(qiáng)度儲備屈強(qiáng)比=屈服強(qiáng)度/極限強(qiáng)度：不大于（抗震結(jié)構(gòu)）0.2%

0.2無明顯流幅的鋼筋（硬鋼）：極限強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第8頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能強(qiáng)度指標(biāo)的確定強(qiáng)度隨機(jī)變量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的具有一定保證率（鋼筋為97.73%）（《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》要求不小于95%的保證率）的統(tǒng)計(jì)特征值：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=強(qiáng)度平均值-2×均方差概率密度材料強(qiáng)度強(qiáng)度平均值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第9頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能冷彎性能：鋼材在常溫下冷加工彎曲時(shí)產(chǎn)生塑性變形的能力

合格標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)定的彎心直徑D和冷彎角度冷彎后的鋼筋應(yīng)無裂紋、鱗落或斷裂

伸長率：鋼筋拉斷后的伸長與原長的比值均勻伸長率：對應(yīng)于最大應(yīng)力時(shí)的應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋的真實(shí)變形能力鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第10頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能5.鋼筋的冷加工和熱處理冷拉

BKZ殘余變形冷拉伸長率無時(shí)效經(jīng)時(shí)效溫度的影響：溫度過高（450oC以上）強(qiáng)度有所降低，溫度超700oC時(shí)恢復(fù)到冷拉前的狀態(tài)，不會發(fā)生時(shí)效硬化。為了避免冷拉鋼筋焊接時(shí)發(fā)生高溫軟化，先焊后拉特性：只提高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度提高，塑性下降Z’K’冷拉控制應(yīng)力冷拉率冷拉工藝：控制應(yīng)力；控制應(yīng)變鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第11頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能冷拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅，屬于硬鋼冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度經(jīng)過冷拔后鋼筋強(qiáng)度顯著提高，塑性顯著下降鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第12頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能熱處理對特定鋼號的熱軋鋼筋進(jìn)行加熱、淬火和回火等工藝處理不降低強(qiáng)度的前提下，消除由淬火產(chǎn)生的內(nèi)力，改善塑性和韌性強(qiáng)度提高，塑性降低鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第13頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能

6.鋼筋的徐變和松弛徐變應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長應(yīng)變繼續(xù)增加松弛長度不變，隨時(shí)間的增長應(yīng)力降低對結(jié)構(gòu)，尤其是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響，需采取必要的措施鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第14頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能7.鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型

s

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s,hfs,u有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋雙直線（完全彈塑性模型）：適用于流幅較長的低強(qiáng)度鋼筋。·

三折線（完全彈塑性加硬化模型）：適用于流幅較短的軟鋼?！?/p>

三斜線（彈塑性模型）：適用于沒有流幅的高強(qiáng)鋼筋。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第15頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能

1）強(qiáng)度：要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度和適宜的強(qiáng)屈比(極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值)。例如，對抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的實(shí)際強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.25。

2）塑性：要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力。

3）可焊性：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，焊接接頭性能良好。

4）與混凝土的粘結(jié)力：要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力，以保證兩者共同工作。8鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第16頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能普通受力鋼筋（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋）：宜采用HRB400、HRB500（主導(dǎo)鋼筋），HRB335，也可采用HPB300，RRB400預(yù)應(yīng)力鋼筋：中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲，鋼絞線，預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋、熱處理鋼筋HPB300（光圓鋼筋）：現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋；梁、柱等構(gòu)件的箍筋HRB335、HRB400、RRB400（變形鋼筋）：梁柱的受力鋼筋；HRB335還可以用在梁柱等構(gòu)件的箍筋；梁柱等構(gòu)件的縱向受力鋼筋宜優(yōu)先選用HRB400、HRB500、RRB400鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第17頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）-新規(guī)范牌號符號公稱直徑mm屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值HPB300Φ6~22300420HRB335HRBF3356~50335455HRB400HRBF400RRB4006~50400540HRB500HRBF5006~50500630FRFF鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第18頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能2.1混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的組成結(jié)構(gòu)混凝土（砼）：由水泥、砂、石用水拌合經(jīng)過凝結(jié)硬化后形成的人工石材。通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：Ａ.微觀結(jié)構(gòu)：骨料、界面、水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔等多相復(fù)合材料。Ｂ.亞微觀結(jié)構(gòu)：骨料、界面、水泥砂漿三相復(fù)合材料。Ｃ.宏觀結(jié)構(gòu)：水泥砂漿和粗骨料兩相復(fù)合材料。注意：1.骨料的分布及骨料與基相之間在界面的結(jié)合強(qiáng)度是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素；

2.在荷載的作用下，微裂縫的擴(kuò)展對混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。二、混凝土的強(qiáng)度和變形

鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第19頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能2.1混凝土混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。混凝土的強(qiáng)度等級是用抗壓強(qiáng)度來劃分的2.1混凝土的物理力學(xué)性能

1）立方體抗壓強(qiáng)度：邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為20±3℃，濕度≥90%）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.3~0.5N/mm2/s(混凝土強(qiáng)度等級<C30);0.5~0.8N/mm2/s(混凝土強(qiáng)度等級C30~C60);0.8~1.0N/mm2/s(混凝土強(qiáng)度等級>C60);兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，用符號C表示。

二、混凝土的強(qiáng)度和變形

1.單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第20頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×150非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×100200×200×200立方體抗壓強(qiáng)度是評定混凝土強(qiáng)度等級的指標(biāo)，《規(guī)范》根據(jù)強(qiáng)度范圍，從C15~C80共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級，級差為5N/mm2。C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80（C50以上為高強(qiáng)混凝土）表示混凝土Concrete立方體抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)與換算系數(shù)鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第21頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能立方體抗壓強(qiáng)度的影響因素承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑強(qiáng)度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑壓力試件裂縫發(fā)展擴(kuò)張整個(gè)體系解體，喪失承載力影響強(qiáng)度的因素：試驗(yàn)方法、齡期、加載速率、試塊尺寸等試驗(yàn)錄像鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第22頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能2)棱柱體抗壓強(qiáng)度（軸心抗壓強(qiáng)度）fc承壓板試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×300非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×300200×200×400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：fcfcu(試驗(yàn)結(jié)果)考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取fcfcu國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會等）采用的圓柱體試件（d=150,h=300），有fc’=（）fcu圓柱體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)錄像鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第23頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)和受力情況，實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度與試件強(qiáng)度之間存在差異，《規(guī)范》基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：

式中：k１為棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值。k2為高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度與試件砼強(qiáng)度之間的差異而取用的折減系數(shù)。

fcu,k立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級C30表示fcu,k=30N/mm2鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第24頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能二、混凝土的強(qiáng)度和變形

2.單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ft試驗(yàn)結(jié)果：ftfcu2/3考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，尺寸效應(yīng)，加荷速度等的影響，取ftfcu2/310010015015050016鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第25頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能劈拉強(qiáng)度fts根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果回歸分析劈拉強(qiáng)度平均值與抗壓強(qiáng)度平均值之間的關(guān)系：ftsfcu3/4試驗(yàn)錄像FftsdFFdF弧形鋼墊條木質(zhì)三合板墊層鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第26頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能2.1混凝土的物理力學(xué)性能

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：混凝土軸心抗拉強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第27頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能二、混凝土的強(qiáng)度和變形

2.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度雙軸應(yīng)力下的強(qiáng)度1.01.01.21.2-0.2-0.2

2/fc

1/fc拉壓

/fc

/fc0.20.1-0.1

0.00.61.0單軸抗拉強(qiáng)度單軸抗壓強(qiáng)度雙向正應(yīng)力下的強(qiáng)度曲線法向應(yīng)力和剪應(yīng)力下的強(qiáng)度曲線鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第28頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能二、混凝土的強(qiáng)度和變形

2.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度三向受壓時(shí)的混凝土強(qiáng)度

1=fcc’

1=fcc’

2=

3=fLfL----側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）圓柱體試驗(yàn)有等側(cè)向壓應(yīng)力σ2時(shí)的圓柱體抗壓強(qiáng)度無側(cè)向約束時(shí)圓柱體的單軸抗壓強(qiáng)度鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第29頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能二、混凝土的強(qiáng)度和變形

3.混凝土的疲勞強(qiáng)度破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線fcf

3

2

1

疲勞強(qiáng)度<fcfcf的確定原則：100×100×300或150×150×450的棱柱體試塊，加載應(yīng)力fc，試件承受200萬次（或以上）循環(huán)荷載時(shí)發(fā)生破壞的最大壓應(yīng)力值鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第30頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能

混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的重要性：反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必要依據(jù)是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。試驗(yàn)方法：采用棱柱體試件，在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度fc時(shí)，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，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段。采用等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(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，可以測得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的下降段。二、混凝土的強(qiáng)度和變形4、單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（全曲線）鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第31頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能第二章鋼筋和混凝土的材料性能2.1混凝土2.1混凝土的物理力學(xué)性能鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第32頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能02468102030s(MPa)e×10-3第二章鋼筋和混凝土的材料性能2.2混凝土BACEDA點(diǎn)以前，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對普通強(qiáng)度混凝土sA約為

(0.3~0.4)fc，對高強(qiáng)混凝土sA可達(dá)(0.5~0.7)fc。A點(diǎn)以后，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的?；炷猎诮Y(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。達(dá)到B點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土sBfc，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土sBfc以上。達(dá)到C點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變增長速度明顯加快，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變

e0，約為0.002?？v向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變e=(2~3)e0，應(yīng)力s=(0.4~0.6)fc。2.1混凝土的物理力學(xué)性能鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第33頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能第二章鋼筋和混凝土的材料性能強(qiáng)度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時(shí)脆性越顯著，下降段越陡。試驗(yàn)錄像不同混凝土強(qiáng)度等級的應(yīng)力-應(yīng)變曲線鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第34頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能二、混凝土的強(qiáng)度和變形

4.單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型（本構(gòu)方程）

u=0.0038

0=0.002o

cfc

c0.15fc

u=0.0035

0=0.002o

cfc

c美國Hognestad模型德國Rüsch模型鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第35頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型----中國規(guī)范

u

0o

cfc

c鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第36頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能混凝土的彈性模量

c

c

c

c

e

p

0

1原點(diǎn)切線模量（彈性模量）：拉壓相同變形模量（割線模量、彈塑性模量）切線模量彈性特征系數(shù)：彈性應(yīng)變與總應(yīng)變的比值，與應(yīng)力大小有關(guān)受壓時(shí)，為0.4~1.0；鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第37頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能混凝土的彈性模量的試驗(yàn)方法（150×150×300標(biāo)準(zhǔn)試件）

c/fc

c0.55~10次此線和原點(diǎn)切線基本平行，取其斜率作為Ec鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第38頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能5.混凝土單軸受拉變形曲線形狀與受壓類似，也有上升段和下降段，但下降段很陡受拉時(shí)曲線的原點(diǎn)切線斜率與受壓基本一致，受壓受拉采用相同的彈性模量EcσΔσ/MPa變形/mm鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第39頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能長期荷載作用下混凝土的變形性能----徐變0.51.01.52.02.505101520253035(×10-3)(月)

cfc，線性徐變

cfc，非線性徐變

cr

e

e’

e’’

cr’P原因之一，膠凝體的粘性流動(dòng)原因之二，混凝土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展徐變—荷載不變的情況下混凝土應(yīng)變隨時(shí)間增長的現(xiàn)象鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第40頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能影響徐變的因素內(nèi)在因素：混凝土的組成和配比骨料剛度越大，徐變越小水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大環(huán)境影響：養(yǎng)護(hù)和使用條件養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度高、濕度大，徐變小構(gòu)件所處環(huán)境溫度高、濕度小，徐變大應(yīng)力條件：初應(yīng)力水平和齡期

混凝土的應(yīng)力越大，徐變越大

c，徐變變形與應(yīng)力成正比----線性徐變0.5fc<c，非線性徐變

c，造成混凝土破壞，不穩(wěn)定加荷時(shí)混凝土的齡期越長，徐變越小鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第41頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能混凝土的收縮----結(jié)硬過程中混凝土體積縮小的性質(zhì)水泥品種：等級越高，收縮越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大體表比越小，收縮越大養(yǎng)護(hù)條件、外加劑品種及用量、使用環(huán)境等骨料：骨料越硬，收縮越小鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第42頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能混凝土的溫度變形大體積混凝土超長結(jié)構(gòu)屋蓋鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第43頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的影響PAsPAs

s1

c1P

c2As

s2P卸去，鋼筋受壓混凝土受拉，可能會引起混凝土開裂受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)徐變：

s

，c

鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第44頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能收縮對混凝土結(jié)構(gòu)的影響As

sAs

s收縮：鋼筋受壓，混凝土受拉As鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第45頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能1.3混凝土與鋼筋的粘結(jié)1粘結(jié)的意義

粘結(jié)是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)，是一個(gè)綜合概念。鋼筋與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力示意圖（a）錨固粘結(jié)應(yīng)力（b）裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力三、混凝土與鋼筋的粘結(jié)性能鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能全文共53頁，當(dāng)前為第46頁。鋼筋和混凝土材料力學(xué)性能2.3混凝土與鋼筋的粘結(jié)2粘結(jié)力的組成◆光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理，其粘結(jié)作用主要由三部分組成：（１）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（膠結(jié)力）。一般很小，僅在受力階段的局部無滑移區(qū)域起作用，當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑移時(shí)，該力即消失。（２）混凝土