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混凝土结构Concrete Structure 混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度 2.3.3 影响粘结强度的因素 混凝土强度 混凝土保护层厚度和钢筋净距 横向配筋 钢筋表面和外形特征 受力情况 锚固长度 保证可靠粘结的构造措施 ?钢筋的间距和混凝土的保护层不能太小 ?优先采用小直径的变形钢筋，光面钢筋末端应设弯钩 ?钢筋伸入支座应有足够的锚固长度 ?钢筋不宜在混凝土的拉区截断 ?在大直径钢筋的搭接和锚固区域内宜设置横向钢筋 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。 混凝土的徐变和收缩 徐变： 混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。 徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响。由于混凝土的徐变，会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布，在预应力混凝土结构中会造成预应力的损失。 混凝土的徐变特性主要与时间参数有关。 16 12 8 4 3 6 9 12 15 18 21 24 27 ? A ?ce ?cr 徐变 ?ce 弹性变形 ?ch 收缩 ?ce ?ae ?er B C D ?(?10–4) t (月) 0 在应力（≤0.5fc）作用瞬间，首先产生瞬时弹性应变eel（= si/Ec(t0)，t0加荷时的龄期）。 随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前4个月徐变增长较快，6个月可达最终徐变的（70~80）%，以后增长逐渐缓慢，2~3年后趋于稳定。 混凝土徐变的主要原因是在荷载长期作用下，混凝土凝胶体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐粘性流动，微细空隙逐渐闭合，细晶体内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。 徐变的主要原因： （1）混凝土在长期荷载作用下的应力大小。 徐变的影响因素： （2）加荷时混凝土的龄期。 （3）混凝土的组成成分和配合比。 （4）养护及使用条件下的温度和湿度。 （5）构件的形状及尺寸。 ◆影响因素 内在因素是混凝土的组成和配比。骨料(aggregate)的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小。 环境影响包括养护和使用条件。受荷前养护(curing)的温湿度越高，水泥水化作用月充分，徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少（20~35）%。受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。 徐变性质： 线性徐变 初应力 ?c?0.5fc 徐变与初应力呈正比 非线性徐变 ?c 0.5fc 当?c 0.8fc ，徐变发展最终导致破坏 作为混凝土的长期抗压强度。 0.8fc 徐变对结构的影响： ? 使构件的变形增加； ? 在截面中引起应力重分布； ? 在预应力混凝土结构中引起预应力损失。 混凝土的非受力变形 图1-30 蒸汽养护 常温养护 0 5 10 15 20 0.1 0.2 0.3 0.4 收缩(?10–3) 时间 (月) 收缩与膨胀： 混凝土在空气中结硬体积减小的现象。 收缩的原因 引起混凝土收缩的原因，在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分蒸发而引起的干缩。 （1）水泥的品种：水泥强度等级越高，制成的混凝土收缩越大。 （2）水泥的用量：水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。 （3）骨料的性质：骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。 （4）养护条件：干燥失水及高温环境，收缩大。 （5）混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 （6）使用环境：使用环境温度、湿度越大，收缩越小。 （7）构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。 收缩的影响因素 收缩的性质 自由收缩 约束收缩 来自内部的钢筋约束 来自支座的外部约束 收缩对结构的影响 自由收缩一般不会引起拉应力，故不会开裂 约束收缩产生收缩应力甚至开裂 混凝土的温度变形： 混凝土的体积同样有热胀冷缩的性质，当温度变形受到外界的约束而不能自由发生时，将在构件内产生温度应力。当应力造成变形差较大时，将会造成表层混凝土开裂。 1 混凝土的强度 混凝土的抗压强度 立方体抗压强度 轴心抗压强度 混凝土的抗拉强度 混凝土在复合应力作用下的强度 § 4.1.3 混凝土的力学性能 混凝土的组份： 骨料 水泥结晶体 水泥凝胶体 弹性变形的基础 塑性变形的基础 砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。 水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不同等级的砼。 混凝土的抗压强度 1. 立方体的