结构力学2.1砼力学性能[毕业论文].pptVIP

材料的力学性能 2.1混凝土材料 立方体抗压强度的换算关系 （2）轴心抗压强度 立方体抗压与轴心抗压强度的关系 （3）轴心抗拉强度 轴心抗拉与立方抗压强度的关系 2. 复杂应力状态下混凝土的力学性能 （3）.三轴应力状态（ Triaxial Stress State） 混凝土的破坏机理 美国Hognestad建议的应力-应变曲线 《规范》提出的混凝土应力-应变曲线表达式 （3）箍筋约束混凝土受压的应力-应变关系Confinement with Transverse Reinforcement （4）不同强度混凝土应力－应变关系的比较 3 混凝土的弹性模量（Elastic Modulus） 弹性模量的测定方法 5.混凝土的收缩和膨胀 由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增大。对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，从而可提高混凝土的抗压强度。 约束混凝土可以提高混凝土的强度，但更值得注意的是可以提高混凝土的变形能力，这一点对于抗震结构非常重要。 由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的 增大。对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，从而 可提高混凝土的抗压强度。立方体试件受约束范围大，而棱柱 体试件中部未受约束，因此造成了不同受压试件强度的差别和 破坏形态的不同。 fc fcu ? 不涂润滑剂 涂润滑剂 ≈ 若采用无量纲坐标x=e/e0，y=s/fc，则混凝土应力-应变全曲线的几何特征必须满足: 混凝土应力-应变关系的数学描述 ◆ 清华大学过镇海提出的应力-应变全曲线表达式 a=Ec/E0， Ec为初始弹性模量； E0为峰值点时的割线模量， 为满足条件①和②，一般应有1.5≤a≤3；ac 为下降段参数 （2）混凝土受拉应力-应变关系 The Tension Constitutive Relationship of Concrete 弹性系数约为0.5 螺旋箍筋 (a) 螺旋箍筋 压应变 箍筋 d =4.76mm ， s =38.1mm ， 箍筋 d =4.76mm s =63.5mm 无箍筋 矩形箍筋 螺旋箍筋约束对强度和变形能力均有很大提高 矩形箍筋约束对强度的提高不是很显著，但对变形能力有显著改善 当应力较小时，横向变形很小，箍筋的约束作用不明显；当应力超过B点的应力时，由于混凝土的横向变形开始显著增大，侧向膨胀使螺旋箍筋产生环向拉应力，其反作用力使混凝土的横向变形受到约束，从而使混凝土的强度和变形能力都得到提高。 ◆影响因素 ⑴ 箍筋与内部混凝土的体积比； ⑵ 箍筋的屈服强度； ⑶ 箍筋间距与核心截面直径或边长的比值； ⑷ 箍筋直径与肢距的比值； ⑸ 混凝土强度，对高强混凝土的约束效果差一些。 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。 2.混凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形） （1）混凝土在荷载重复作用下应力应变曲线 混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。 疲劳破坏的特征：裂缝小而变形大。 把能使棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载 而发生破坏的压力值称为混凝土的疲劳强度 。 （2）混凝土疲劳强度试验 ▲标准试件：150×150×300或150×150×450mm 的棱柱体 ▲? 200万次 ▲荷载应力大小，即疲劳应力比值是影响疲劳强度大小的关键因素 ▲混凝土疲劳强度fcf fcf= gr fc ▲混凝土剪变模量Gc Gc=0.417 Ec 当泊松比 《规范》取 Gc=0.4 Ec 4.荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变 （1）徐变的概念 ▲凝胶体的塑性流动。 ▲裂缝的出现与发展。 （2）产生徐变的原因 混凝土在荷载的长期作用下，其应变或变形随时间增长的现象称为徐变。 应变与时间的关系曲线 （t0 时刻加载， t 时刻卸载） t 0 ela sh cr ela , ela ,, cr , e t e e e e e e ▲ 特点： 开始快、以后慢；半年完成大部分、一年稳定、三年终止 （3）徐变与时间的关系 瞬时恢复应变 弹性后效 残余应变 加载瞬时应变 收缩应变 徐变 ▲不利影响： 徐变会使结构（或构件）的变形增大（如挠度） ； 引起预应力损失； 在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。 ▲有利影响： 有