第1章钢筋和混凝土材料的力学性能祥解.ppt

作业 1-1,1-2,1-4，1-5,1-6 作业每周交一次，每周的第一次课后上交，希认真完成，不得缺交。 第1章 钢筋混凝土结构材料的基本概念及材料的物理力学性能 吴文清 一、钢筋混凝土结构的概念和特点 1. 一般概念 一、钢筋混凝土结构的概念和特点 2. 混凝土和钢筋共同工作的原因 * 混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起，可共同受力，共同变形 * 两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力，混凝土：1.0×10-5~1.5 ×10-5，钢筋： 1.2 ×10-5 * 混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化 P P 一、混凝土结构的概念和特点 3.混凝土结构的优缺点 优点： 耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 就地取材 节约钢材 缺点： 自重大 易开裂 耗模板 施工受季节性影响 随着科学技术的不断发展，正逐渐被克服 P P 二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土强度 立方体抗压强度fcu 承压板 试块 摩擦力 不涂润滑剂 涂润滑剂 强度大于 我国规范的方法：不涂润滑剂 压力?试件?裂缝发展?扩张?整个体系解体，丧失承载力 另影响强度的因素还有：龄期、加载速率、试块尺寸等 二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土强度 标准试块：150×150 ×150mm 非标准试块：100×100 ×100 mm 换算系数 0.95 200×200 ×200 mm 换算系数 1.05 立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有： C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80 表示混凝土Concrete 立方体抗压强度 立方体抗压强度fcu 二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土强度 棱柱体抗压强度fc 承压板 试块 标准试块：150×150 ×300mm 非标准试块：100×100 ×300 mm 换算系数 0.95 200×200 ×400mm 换算系数 1.05 二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土强度 1) 直接受拉试验ft 100 100 150 150 500 不容易完全做到轴心受拉： 1）混凝土内部结构不均匀； 2）钢筋的预埋和试件的安装都难以对中 抗拉强度ft 二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土强度 2) 劈裂试验fts 二、混凝土的强度和变形 2. 复合受力状态下混凝土的强度 双轴应力下的强度 ?/fc ?/fc 0.2 0.1 -0.1 ? ? ? ? 0.0 0.6 1.0 单轴抗拉强度 单轴抗压强度 双向应力状态下的强度曲线 法向应力和剪应力组合时的强度曲线 1.0 1.0 1.2 1.2 -0.2 -0.2 ?2/fc ?1/fc 拉 压 ?2 ?1 ?2 ?1 二、混凝土的强度和变形 2. 复合受力状态下混凝土的强度 三向受压时的混凝土强度 ?1=fcc ?1=fcc ?2 ?2----侧向约束压应力（加液压） 圆柱体试验 三向受压时圆柱体的混凝土轴心抗压强度 无侧向约束时圆柱体的单轴抗压强度 侧压效应系数，一般取4 二、混凝土的强度和变形 3. 混凝土的变形性能 *弹簧或千斤顶作用是：峰值应力后，吸收试验机的变形能，测出下降段 单调、短期荷载作用下混凝土的变形性能----应力-应变关系 0 2 4 6 8 10 20 30 s (MPa) e × 10 -3 B A C E D 下降段达到反弯点D，强度下降，但变形明显长大，D点应变可达0.003-0.005（极限压应变）。 二、混凝土的强度和变形 3. 混凝土的变形性能 A点以前线弹性阶段，微裂缝基本无扩展； 达到C点fc，应力达到极限强度，应变值称为峰值应变 e 0，约为0.002。 B点以前弹塑性阶段，微裂缝有明显扩展，产生塑性变形； E点为收敛点，应力下降至稳定的残余应力； 0 2 4 6 8 10 20 30 s (MPa) e × 10 -3 规范中曲线简化为： 由上升段与一水平段直线组成， 二、混凝土的强度和变形 3. 混凝土的变形性能 影响混凝土应变曲线的主要因素 *混凝土的强度：上升段影响较小，下降段影响较大。强度越高，延性越差。延性是材料承受变形的能力） *应变速率：应