第1章钢筋和混凝土材料的物理力学性能及其相互作用(免费阅读).ppt

第1章 钢筋和混凝土材料的物理力学性能及其相互作用 材料的力学性能 常用热轧钢筋的分类 热轧钢筋的成分 热轧钢筋的性能特点 一、钢筋的强度和变形 2. 钢筋的应力-应变曲线 一、钢筋的强度和变形 2. 钢筋的应力-应变曲线 一、钢筋的强度和变形 2. 钢筋的应力-应变曲线 不同钢筋应力－应变关系的比较 一、钢筋的强度和变形 3. 钢筋的冷加工和热处理 一、钢筋的强度和变形 3. 钢筋的冷加工和热处理 一、钢筋的强度和变形 3. 钢筋的冷加工和热处理 一、钢筋的强度和变形 4. 钢筋的徐变和松弛 一、钢筋的强度和变形 5. 钢筋的疲劳 一、钢筋的强度和变形 6. 混凝土结构对钢筋的要求 混凝土材料 混凝土的强度 混凝土强度标准值 二、混凝土的强度和变形 二、混凝土的强度和变形 二、混凝土的强度和变形 二、混凝土的强度和变形 混凝土的抗拉强度 二、混凝土的强度和变形 二、混凝土的强度和变形 双向正应力下的强度曲线 二、混凝土的强度和变形复合受力状态下混凝土的强度 二、混凝土的强度和变形混凝土的变形性能 二、混凝土的强度和变形混凝土的变形性能 二、混凝土的强度和变形 混凝土的变形性能 二、混凝土的强度和变形 混凝土的变形性能 二、混凝土的强度和变形 混凝土的变形性能 二、混凝土的强度和变形混凝土的变形性能 二、混凝土的强度和变形混凝土的变形性能 混凝土的收缩和徐变Shrinkage and Creep 混凝土收缩的影响因素 混凝土的徐变 混凝土徐变的影响因素 三、钢筋与混凝土的相互作用---粘结 钢筋和混凝土这两种材料结合在一起，在荷载、温度、收缩等外界因素作用下，能够共同工作，除了两者具有相近的线膨胀系数外，主要是由于混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结能力。 单轴受压时的应力-应变关系的数学模型----中国规范 ?u ?0 o ?c fc ?c 侧向受约束时混凝土的变形特点 ?cu 约束混凝土 非约束混凝土 ?c ?c fcc fc Esec Ec ?c0 2?c0 ?sp ?cc o 环箍断裂 轴向受拉时混凝土的应力应变关系 ?t ?t o ?t0 ?tu ft ?t(MPa) 0 ? (mm) ?cr =0.00012 试件： 76?19?305mm fc = 44MPa 4 3 2 1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 标距＝83mm ? 理论模型 重复荷载下混凝土的变形性能 ?p ?e ? ? ? ? 包罗线与一次性加载时的应力-应变曲线相似 混凝土的弹性模量 ?c ?c ?c ?c ?e ?p ?0 ? ?1 原点切线模量（弹性模量）：拉压相同 变形模量（割线模量、弹塑性模量） 切线模量 受压时，为0.4~1.0； 受拉破坏时，为1.0 混凝土的弹性模量的试验方法（150×150 × 300标准试件） ?c/fc ?c 0.5 5~10次 此线和原点切线基本平行，取其斜率作为Ec 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， 收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。 混凝土在长期不变荷载的作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。 混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。通常，最终收缩应变值约为(2~5)×10-4 ，而混凝土开裂应变为(0.5~2.7)×10-4，说明收缩会导致开裂。 混凝土收缩包括凝缩和干缩两部分，凝缩是由于水泥结晶体比原材料的体积小；干缩是混凝土内自由水分蒸发引起的。 混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、 骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关： 水泥用量多、水灰比越大，收缩越大； 骨料弹性模量高、级配好，收缩就小； 干燥失水及高温环境，收缩大； 小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小； 高强混凝土收缩大。 影响收缩的因素多且复杂，要精确计算尚有一定的困难。在实际工程中， 要采取一定措施减小收缩应力的不利影响。 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。 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。 瞬时恢复 弹性后效 残余应变 收缩应变 徐变应变 瞬时应变 徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增