第二章 钢筋混凝土材料力学性能课件.pptVIP

2 钢筋和混凝土材料力学性能 2.1 钢筋的形式和品种 （4）钢丝 Wire：中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线(Strand or Tendon)的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。 3、钢筋的冷加工和热处理 3、 钢筋的冷加工和热处理 2.5 钢筋的蠕变、松弛和疲劳 钢筋的疲劳 2.6 混凝土的强度 1. 单轴受力状态下混凝土的抗压强度 1、单轴受力状态下混凝土的抗压强度 2、单轴受力状态下混凝土的抗拉强度 3、复合受力状态下混凝土的强度 3. 复合受力状态下混凝土的强度 3、复合受力状态下混凝土的强度 2.7 混凝土的变形性能 受力变形 一次短期加载 荷载长期作用 多次重复荷载 体积变形 收缩与膨胀 温度变形 2、重复荷载下混凝土的变形性能 3. 混凝土的模量 4、混凝土的收缩和徐变 影响徐变的因素 加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 影响徐变的因素 混凝土的组成和配合比 水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大; 骨料的弹性模量越大，骨料体积在混凝土中所占体积愈 高，徐变越小； 养护及使用条件的温度与湿度 养护时温度高、湿度大，徐变小； 使用环境温度高，相对湿度越低，徐变越大。 影响徐变的因素 构件的尺寸和体表比 尺寸越大，体表比越大， 则徐变越小。 1、粘结的定义 　粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础 2、粘结的分类 锚固粘结 4、影响粘结的因素 　影响钢筋与混凝土粘结强度的因素很多，主要有混凝土强度、保护层厚度及钢筋净间距、横向配筋以及浇筑混凝土时钢筋的位置等。 Ａ.光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度都随混凝土强度等级的提高而提高，但不与立方体强度成正比。 Ｂ.变形钢筋能够提高粘结强度。 Ｃ.浇筑混凝土时钢筋所处的位置也会影响粘结强度。 Ｄ.混凝土保护层厚度越薄，粘结强度越低。 Ｅ.横向钢筋可以限制混凝土纵向裂缝的发展，提高粘结强度。 F.钢筋间的净距越大，粘结强度越高。 5、保证粘结的构造措施 钢筋的最小搭接长度和锚固长度 0 2 4 6 8 10 20 30 s (MPa) e × 10 -3 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 混凝土 B 临界点 A比例极限 C E D A点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力-应变关系近似直线。A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土sA约为 (0.3~0.4)fc ，对高强混凝土sA可达0.5~0.7fc。 A点以后，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开始有所延伸发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力-应变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝土的横向变形增加。但该阶段微裂缝的发展是稳定的。 混凝土在结硬过程中，由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂缝，成为混凝土中的薄弱部位。混凝土的最终破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。 达到B点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横向变形突然增大。在此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导致破坏。取B点的应力作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强强度混凝土sB可达0.95fc以上。 达到C点fc，内部微裂缝连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰值应变 e 0，约为0.002。 内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。 随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降，混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破坏，裂缝连通形成斜向破坏面。E点的应变e = (2~3) e 0，应力s = (0.4~0.6) fc。 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 不同强度混凝土的应力-应变关系曲线 强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，下降段越陡。 混凝土的物理力学性能 侧向受约束时混凝土的变形特点 ?cu 约束混凝土 非约束混凝土 ?c ?c fcc fc Esec Ec ?c0 2?c0 ?sp ?cc o 环箍断裂 严重开裂或变形过大而破坏 重复荷载下的应力-应变曲线 （三种不同水平的应力重复作用） fcf ?3 ?2 ?1 ? 疲劳强度fc 因荷载多次重复作用而引起的破坏称为疲劳破坏。 标准试件 100×100 ×300或150×150 ×450 的棱柱体试块 fcf的确