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第2章 建筑结构材料的物理力学性能 钢材 木材(自学) 混凝土 砌体 2.1.1 建筑结构用钢的化学成分 2.1.2 建筑结构用钢的物理力学性能 2.1.2 建筑结构用钢的物理力学性能 2.1.4 建筑结构常用的钢材种类 2.1.4 建筑结构常用的钢材种类 2.1.4 建筑结构常用的钢材种类 2.1.4 建筑结构常用的钢材种类 2.3.1 混凝土的强度 2.4.1 块体的种类及强度等级 2.4.1 块体的种类及强度等级 2.4.1 块体的种类及强度等级 2.4.1 块体的种类及强度等级 2.4.1 块体的种类及强度等级 2.4.2 砂浆的种类及强度等级 2.4.3 砌体的种类 2.4.4 砌体的抗压强度 2.4.4 砌体的抗压强度 2.4.4 砌体的抗压强度 2.4.4 砌体的抗压强度 受拉破坏三形态： 齿缝截面 块体截面 水平通缝截面 受弯破坏三形态 齿缝截面 块体截面 通缝截面 受剪破坏三形 沿水平通缝 沿阶梯形截面 沿齿缝截面 2.4.5 砌体的弹性模量 2.4.6 砌体及砂浆的选用 混凝土的收缩和徐变 混凝土的收缩 定义： 混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。它是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形 混凝土的收缩 特征： 图示混凝土的收缩是随时间而增长的变形； 早期收缩变形早期发展较快，以后逐渐减慢，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%，两年后稳定。 一般情况下，最终收缩应变值约为(2~5)×10-4 [ 混凝土开裂应变为(0.5~2.7)×10-4 ] 原因： 水泥石水化凝固产生体积变化； 自由水分蒸发而引起干缩 混凝土的收缩 不利影响： 当这种自发的变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。 混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。 某些对跨度比较敏感的超静定结构（如拱结构），收缩也会引起不利的内力。 混凝土的徐变 定义： 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。 与混凝土的收缩一样，徐变也与时间有关。因此，在测定混凝土的徐变时，应同批浇筑同样尺寸不受荷的试件，在同样环境下同时量测混凝土的收缩变形，从徐变试件的变形中扣除对比的收缩试件的变形，才可得到徐变变形。 混凝土的徐变 加荷时的龄期t0 ，瞬时弹性应变eel， 收缩应变为esh(t，t0)， 瞬时弹性恢复应变eel ，弹性后效或徐变恢复eel’，残留应变ecr 混凝土的徐变 特征： 图示随荷载作用时间的延续，变形不断增长； 前快后慢，6个月可达最终徐变的（70~80）%，2~3年后趋于稳定。 混凝土的徐变 原因：有不同假设 水泥凝胶体在荷载作用下具有粘性流动的性质 加载应力较高时，微裂缝的发展 内部颗粒间水分迁移 混凝土的徐变 不利影响 徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，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 徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。 2.3.4 钢筋与混凝土的粘结 ◆ 钢筋与混凝土间具有足够的粘结是保证钢筋与混凝土共同受力变形的基本前提。 ◆ 通过钢筋与混凝土界面的粘结应力，可以实现钢筋与混凝土之间的应力传递，从而使两种材料可以结合在一起共同工作。 ◆ 粘结应力通常是指钢筋与混凝土界面间的剪应力。 2.3.4 钢筋与混凝土的粘结 ◆钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成： 混凝土中水泥胶体与钢筋表面的胶结力； 混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力； 机械咬合力。 当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。 摩擦力的大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。 2.3.4 钢筋与混凝土的粘结 粘结应力的分布是不均匀的 粘结强度tu ：粘结破坏（钢筋拔出或混凝土劈裂）时钢筋与混 凝土界面上的最大平均粘结应力 2.3.4 钢筋与混凝土的粘结 当锚固长度增加达到一定值，钢筋受拉达到屈服（强度充分发挥）时未产生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度la 影响粘结强度的主要因素 混凝土强度、保护层厚度和钢筋净间距、横向配筋、钢筋表面和外形特征、受力情况及锚固长度 2.3.4 钢筋与混凝土的粘结 基本锚固长度la 《规范》是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的。取粘结强度tu与混凝土抗拉强度 ft 成正比，并根据试验结果，取钢筋受拉时的基本锚固长度为， a 2.3.4 钢筋