混凝土結(jié)構(gòu)材料匯總物理力學(xué)性能ppt課件.ppt

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1、第二章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能混凝土與鋼筋的粘接2.1混凝土的物理力學(xué)性能2.1.1混凝土的組成結(jié)構(gòu)通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：Ａ.微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠、晶體骨架、未化完的水泥顆粒和凝膠孔組。Ｂ.亞微觀結(jié)構(gòu)：即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)。Ｃ.宏觀結(jié)構(gòu)：即砂漿和粗骨料兩組分體系。注意：1.骨料的分布及骨料與基相之間在界面的結(jié)合強度是影響混凝土強度的重要因素；2.在荷載的作用下，微裂縫的擴展對混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。2.1.2單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強度。因此抗壓強度是混凝土力

2、學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹姸鹊燃壥怯每箟簭姸葋韯澐值模?）單向受力狀態(tài)下混凝土的強度1）立方體抗壓強度：邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為20±3℃，濕度≥90%）養(yǎng)護28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（加載速度0.15~0.3N/mm2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的抗壓強度，用符號C表示?！兑?guī)范》根據(jù)強度范圍，從C15~C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2。2）軸心抗壓強度軸心抗壓強度由棱柱體試件測得的抗壓強度確定。按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mm×l50mm×300mm的棱柱體試件，在溫度為20土3℃和相對濕度為90％以上的條件

3、下養(yǎng)護28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95％保證率的抗壓強度。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度?？紤]到實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護和受力情況，實際構(gòu)件強度與試件強度之間存在差異，《規(guī)范》基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：脆性折減系數(shù)強度比式中：k１為棱柱體強度與立方體強度之比，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值。k2為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮實際構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。fcu,k立方體強度標(biāo)

4、準(zhǔn)值即為混凝土強度等級fcu。3）軸心抗拉強度混凝土的軸心抗拉強度可以采用直接軸心受拉的試驗方法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。劈拉試驗FaF拉壓壓《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：混凝土軸心抗拉強度與立方體抗壓強度的關(guān)系在平面應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)兩方向應(yīng)力均為壓應(yīng)力時，抗壓強度相互提高，最大可增加27％，而當(dāng)一方向為壓應(yīng)力，另一方向為拉應(yīng)力時，強度相互降低。當(dāng)壓應(yīng)力不太高時，其存在可提高混凝土的抗剪強度，拉應(yīng)力的存在會降低混凝土的抗剪強度。剪應(yīng)力的存在降低混凝土的抗壓

5、和抗拉強度。側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強度，關(guān)系為式中——被約束混凝土的軸心抗壓強度；——非約束混凝土的軸心抗壓強度；——側(cè)向約束壓應(yīng)力。側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。（3）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度◆雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3~0.6之間，約(1.25~1.60)fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。壓拉－壓第二章鋼筋和混凝土的材料性能在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情

6、況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小?！綦p軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。2.1.3復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的復(fù)合受力情況。混凝土的抗剪強度：隨拉應(yīng)力增大而減小隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強度達到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。◆三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等

7、側(cè)壓條件進行。由試驗得到的經(jīng)驗公式為:式中——被約束混凝土的軸心抗壓強度；——非約束混凝土的軸心抗壓強度；——側(cè)向約束壓應(yīng)力。側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。2.1.4混凝土的變形1、單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系混凝土單軸受力時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機進行非線性分析的基礎(chǔ)?；炷羻屋S受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測定。在普通試驗機上采用等應(yīng)力速度加載，達到軸心抗壓強度fc時，試驗