第二章混凝土结构材料的物理力学性能VIP专享VIP免费

第二章混凝土结构材料的物理力学性能防灾科技学院土木工程教研室内容提要2.1混凝土的物理力学性能2.2钢筋的物理力学性能2.3混凝土与钢筋的粘结2.1混凝土2.1.1混凝土的组成结构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，属于复合材料。混凝土是由水泥结晶体、水泥凝胶体和内部微裂缝组成的2.1混凝土一、混凝土的强度a.定义：立方体抗压强度是指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。砼强度等级,cuf1.立方体抗压强度150mm150mm150mm2.1.2单轴应力状态下的混凝土强度b.尺寸影响----混凝土立方体试块尺寸愈大，实测破坏强度愈低，反之愈高，这种现象称为尺寸效应e.强度等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级C—混凝土15—立方体抗压强度的标准值为15N/mm2c、加载速度----加载速度过快，强度较高。反之，加载速度过慢，则强度有所降低。d、龄期----在一定的温度和湿度条件下，混凝土的强度开始增长较快，后来逐渐减慢。a.定义：b.折算：轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为150mm×150mm高300mm的棱柱体，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。2.轴心抗压强度cf（棱柱体抗压强度）cucff2188.01—轴心抗压强度与立方体抗压强度比值2—高强混凝土脆性折减系数0.88—经验折减系数150mm300mm3.轴心抗拉强度55.02395.088.0cutff混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只有抗压强度的5%~10%PlaA2.1.3复合受力状态下混凝土的强度a.混凝土的双向受力强度双向受拉：抗拉强度接近单向受拉强度双向受压：抗压强度和极限压应变均有所提高一拉一压：抗拉抗压强度降低b.混凝土的三向受压强度三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高钢管混凝土柱SteeltubeConcreteConcretefilledtubecolumn普通钢箍柱螺旋钢箍柱构件受剪或受扭时常遇到剪应力和正应力共同作用下的复合受力情况。混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小，随压应力增大而增大当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力的增大而减小。在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强度c.混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度混凝土的变形可分为两类：一、荷载作用下的受力变形：短期加载、长期作用；二、体积变形：混凝土收缩2.1.4混凝土的变形1、一次短期加载下混凝土的变形性能2.1混凝土的物理力学性能（1）OA：弹性阶段0.3fc（2）AB：弹塑性阶段0.3fc～0.8fc裂缝稳定（3）BC：裂缝不稳定阶段0.8fc～1.0fc（4）CE：裂缝扩展贯通应力下降（5）EF：主裂缝很宽无结构意义有残余应力混凝土受压时的应力应变关系不同强度混凝土的应力-应变关系曲线峰值应变变化不大，混凝土强度越高，下降段越陡，延性越差2.1混凝土的物理力学性能混凝土轴心受压时应力应变曲线的数学模型◆◆Hognestad建议的应力-应变曲线uuccff000020015.010200.0020.0038fc0.15fc0u2.1混凝土的物理力学性能西德Rüsch建议的模型◆◆《我国规范》应力-应变关系上升段：])1(1[0ncccf0下降段：ccfu055010)50(0033.010)50(5.0002.0)50(6012cuucucufffn《规范》混凝土应力-应变曲线参数fcu≤C50C60C70C80n21.831.671.500.0020.002050.00210.00215u0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20混凝土的变形模量2.1混凝土的物理力学性能)N/mm(74.342.21025cucfE0.5fc5~10次弹性模量的测定方法混凝土轴心受拉时的应力应变关系当拉应力σ≤0.5ft*时，应力应变关系接近于直线；当σ约为0.8ft*时，反映受拉时塑性变形的发展。受拉弹性模量与受压弹性模量基本相同。2.1混凝土的物理力学性能2.1混凝土的物理力学性能2、荷载长期作用下混凝土的变形性能——徐变随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前4...