混凝土结构设计原理材料的物理力学性能.ppt

材料的力学性能 2.1 混凝土的物理力学性能 混凝土材料 2.1.1 单轴应力状态下的混凝土强度 2.1.3 混凝土的变形 ②《规范》采用的混凝土应力-应变曲线的数学模型 ◆ 疲劳强度 　 混凝土的疲劳强度由疲劳试验测定。 采用100mm×100mm×300mm 或150mm×150mm×450mm的棱柱体，把棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。大约在（0.4-0.5）fc左右。 2.2.1 钢筋的种类 2.2.3 钢筋的强度和变形 2.2.5 钢筋的疲劳 2.2.6 混凝土结构对钢筋的要求 《混凝土结构设计规范》提出了推广高强度、高性能钢筋HRB400和HRB500的要求。对梁、柱的纵向受力钢筋主要采用这两种钢筋，特别是HRB400。 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335和HPB300。 当HRB500和HRBF500用作箍筋时，只能用于约束混凝土的间接钢筋，即螺旋箍筋或焊接环筋。 细晶粒系列HRBF钢筋、HRB500和热处理钢筋RRB400都不能用作承受疲劳作用的钢筋，这时宜采用HRB400钢筋。 工地上常把上述4个强度等级的钢筋俗称为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级钢筋，但在施工图和正式文件中，都不应采用此俗称。 2、工程应用 有明显屈服点的钢筋 无明显屈服点的钢筋 软钢 力学性能不同 硬钢 有明显屈服点钢筋的应力－应变关系 s e A’为比例极限 s =Ese A’ A为弹性极限 A CD为强化阶段 B’ B’为屈服上限 B为屈服下限，即屈服强度 fy B C BC为屈服台阶 D fu D为极限抗拉强度 fu fy E 热轧钢筋的强度以屈服强度为依据。 为什么不采用极限抗拉强度为依据？ 无明显屈服点钢筋的应力－应变关系 屈服强度为残余应变为0.2％时的应力 《规范》取 1、双直线模型 ?s ?s ?y ?s,h fy 2.2.4 钢筋应力-应变曲线的数学模型（本构关系） 软钢应力-应变的数学模型 双直线模型适用于流幅较长的低强度钢材。 ?s ?s ?y ?s,h fy fs,u ?s,u 2、三折线模型 软钢应力-应变的数学模型 三折线模型适用于流幅较短的软钢，要求它可以描述屈服后立即发生应变硬化(应力强化)，并能正确地估计高出屈服应变后的应力。 ?s,u ?s ?s ?s=Es?s ?y fy fs,u 硬钢应力-应变的数学模型 3、双斜线模型 可以描述没有明显流幅的高强钢筋或钢丝的应力-应变曲线。 钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复、周期性的动荷载作用下，经过一定次数后，突然脆性断裂的现象。 吊车梁、桥面板、轨枕等承受重复荷载的钢筋混凝土构件在正常使用期间会由于疲劳发生破坏。 钢筋疲劳断裂的原因，一般认为是由于钢筋内部和外部的缺陷，在这些薄弱处容易引起应力集中。应力过高，钢材晶粒滑移，产生疲劳裂纹，应力重复作用次数增加，裂纹扩展，从而造成断裂。 强度高－屈服强度 塑性好－延伸率和冷弯性能 具有较好的可焊性 有较好的粘结力－带肋钢筋 第2章 混凝土结构材料的物理力学性能 混凝土结构设计原理 Design Principle for Concrete Structures 钢 筋 混 凝 土 两者间的粘结 强 度 变 形 粘结破坏的 过程和机理 混凝土的强度等级是根据什么确定的？GB50010—2010规定的混凝土强度等级有哪些？ 2.混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度是如何确定的？立方体抗压强度与后两者的关系是什么？ 3.混凝土轴心受压应力--应变曲线有何特点? 4.规范规定的表示混凝土的应力--应变关系的数学模型? 5.什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？ 通常认为影响徐变的主要因素有哪些？ 混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例组成，经凝结和硬化形成的人造石材，属于复合材料。 虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态，但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。 混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。 2.1.1 单轴应力状态下的混凝土强度 混凝土立方体抗压强度 混凝土轴心抗压强度 混凝土抗拉强度 划分混凝土的 强度等级 用于混凝土结构的强度计算 划分混凝土的强度等级 1. 标准尺寸：150mm×150mm×150mm 2. 标准