混凝土的變形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)49課件

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》混凝土的變形混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能目錄1.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線2.混凝土的變形模量3.荷載長期作用下混凝土的變形性能（徐變）4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）混凝土變形的分類受力變形:包括溫度變形和收縮變形長期荷載作用下的變形（徐變）單調(diào)短期加載下的變形重復(fù)荷載作用下的變形體積變形1.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土的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)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行混凝土非線性分析的基礎(chǔ)。一次短期加載：指荷載從零開始單調(diào)增加至試件破壞，也稱單調(diào)加載。1）混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線1.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線應(yīng)采用伺服試驗(yàn)機(jī)以等應(yīng)變速率加載，或在普通壓力機(jī)上用高強(qiáng)彈簧與試件共同受壓。量測混凝土應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)€的試驗(yàn)裝置混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線特征值：fc

：峰值應(yīng)力（軸心抗壓強(qiáng)度）

c0

：對應(yīng)于應(yīng)力峰值點(diǎn)的應(yīng)變通常取

c0=0.002

cu

：最大應(yīng)變，D點(diǎn)混凝土極限壓應(yīng)變約為（3.0~5.0）×10-30.8fc0.3fcfcCDEεC01.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線1.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線2）影響混凝土受壓應(yīng)力—應(yīng)變曲線的主要因素

混凝土的強(qiáng)度；

強(qiáng)度越高，延性越差。應(yīng)變速率；應(yīng)變速率越小，峰值應(yīng)力越低，下降段越緩。測試技術(shù)和條件。量測標(biāo)距越大，曲線坡度越陡；等應(yīng)變加載；試驗(yàn)機(jī)剛度；試件端部約束。

強(qiáng)度等級不同的混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線00.0010.0020.0030.004915222832403020101.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線1.混凝土在一次短期加載時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線應(yīng)變速率對混凝土抗壓性能的影響

1）彈性模量（原點(diǎn)模量）Ec——在受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的原點(diǎn)O作曲線的切線，該切線的斜率：（1.2-1）k

c

c

0

ce

0

cp2.混凝土的變形模量2）割線模量

——連接混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的原點(diǎn)O及曲線上某一點(diǎn)K，該割線的斜率：k

c

c

1

ce

cp

0（1.2-2）2.混凝土的變形模量（1-2-3）υ—彈性特征系數(shù)，反映了混凝土的彈塑性性質(zhì)。與應(yīng)力值有關(guān)，σ越大，

υ越??；混凝土強(qiáng)度越高，υ值越大。割線模量又稱變形模量或彈塑性模量，常用于混凝土的非線性分析中。2.混凝土的變形模量3）切線模量——在混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線上某一點(diǎn)作切線，該切線的斜率：

（1.2-5）k

c

c

ce

cp

0

2.混凝土的變形模量

《公路橋規(guī)》中Ec的測定方法：用棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件，將應(yīng)力增加到σA

（上限取0.5fc）然后卸載至零，在0~σA

間重復(fù)加卸載5~10次，消除塑性變形，直至應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸成為直線，該直線斜率即為混凝土彈性模量Ec

。測定混凝土彈性模量的方法……2.混凝土的變形模量

cp

ce（1.2-6）4）剪切模量

μc—混凝土的泊松比，取0.2，Gc=0.4Ec。（1.2-7）2.混凝土的變形模量構(gòu)件或材料承受的荷載或應(yīng)力不變，而變形或應(yīng)變隨時(shí)間增長的現(xiàn)象。1）徐變的定義3.荷載長期作用下混凝土的變形性能（徐變）混凝土的徐變特性主要與時(shí)間有關(guān)，受荷前期增長快，以后逐漸減慢，經(jīng)過2-3年后趨于穩(wěn)定。混凝土的徐變曲線3.荷載長期作用下混凝土的變形性能

（1）混凝土內(nèi)部的水泥凝膠體在外荷載作用下產(chǎn)生粘性流動(dòng)，把壓力傳遞給骨料，使骨料的變形逐漸增大，而導(dǎo)致混凝土的變形。（應(yīng)力較小時(shí)占主要作用）（2）混凝土內(nèi)部的微裂縫在荷載長期作用下逐漸擴(kuò)展，形成宏觀裂縫，而導(dǎo)致混凝土變形。（應(yīng)力較大時(shí)占主要作用）2）徐變產(chǎn)生的原因3.荷載長期作用下混凝土的變形性能

3.荷載長期作用下混凝土的變形性能3）影響徐變的因素內(nèi)在因素主要指混凝土的組成成份和配合比。水泥含量少、水灰比小、骨料彈性模量大、骨料含量多，徐變就小。環(huán)境因素加載時(shí)齡期越短，徐變越大；混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度越高、濕度越大，徐變越?。皇芎珊蟓h(huán)境溫度越高，濕度越低，徐變越大；構(gòu)件體表比越大，徐變越小。3.荷載長期作用下混凝土的變形性能應(yīng)力因素

加載時(shí)的應(yīng)力水平越高，徐變越大；持荷時(shí)間越長，徐變也越大。工程應(yīng)用：應(yīng)避免過早的施加荷載；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)加力過高，危險(xiǎn)。

3.荷載長期作用下混凝土的變形性能4）徐變的作用不利方面：引起梁的撓度增大；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)徐變會(huì)引起應(yīng)力損失。有利方面：由于應(yīng)力重分布，分散應(yīng)力集中；受拉徐變使混凝土拉應(yīng)力減小，延緩收縮裂縫的出現(xiàn)，減小支座不均勻沉降產(chǎn)生的應(yīng)力。4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）

體積變形：指混凝土在硬化過程中體積的改變，包括混凝土的收縮和膨脹。1）

收縮的定義：

指混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象。

2）收縮的特點(diǎn)：

收縮是一種自發(fā)的變形，比其膨脹值大許多。當(dāng)收縮變形受到約束，會(huì)在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致開裂；引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失。4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）3）

收縮產(chǎn)生的原因：硬化初期：水泥石在凝固過程中產(chǎn)生的體積變化（化學(xué)性收縮，凝膠體的體積縮小）后期：主要是混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)而引起的干縮（物理收縮，失水干燥）4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）蒸汽養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)051015200.10.20.30.4收縮(

10–3)時(shí)間(月)混凝土的收縮曲線4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）3）影響混凝土收縮的主要因素水泥用量：水泥用量多、水灰比大，收縮越大；水泥強(qiáng)度等級：強(qiáng)度等級越高收縮越大；骨料的性質(zhì)：骨料的彈性模量越大，收縮越小；混凝土的制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越?。火B(yǎng)護(hù)條件：溫度、濕度越高，收縮越??；使用環(huán)境：溫度高、濕度小時(shí)，收縮大；構(gòu)件的體表比：比值大時(shí)，收縮小。4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）4）收縮對結(jié)構(gòu)的影響構(gòu)件未受荷之前產(chǎn)生裂縫；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的）；超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力。4.混凝土的體積變形（收縮與膨脹）？問題收縮和徐變的異同點(diǎn)有哪些？相同點(diǎn)：

產(chǎn)生的原因都包括由于膠凝材料漿體變形以及失水。都是隨著時(shí)間變化