混凝土材料的物理力学性能.ppt

第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,2.1 混凝土的物理力学性能,2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1单轴向应力状态下的砼强度,1)立方体抗压强度：确定强度等级依据试个尺寸：边长为150mm的混凝土立方体试件养护条件：在标准条件下（温度为203，湿度90%）养护28天强度等级确定：95%保证率的抗压强度（理论与试验）,2）轴心抗压强度fck,试件尺寸：150mml50mm300mm的棱柱体养护条件：标准条件养护28天强度确定：标准试验方法测得具有95保证率的强度值,3）轴心抗拉强度ft,取得方法一：劈拉试验试验思想：以劈拉试验代替轴拉试验,平面应力状态-压强拉弱 两方向均为压应力时，抗压强度相互提高，而当一方向 为压应力，另一方向为拉应力时，强度相互降低。拉应力的存在会降低混凝土的抗剪强度。,2.1.2 复合受力状态下混凝土的强度,2.混凝土的弹性模量,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0.41.0；受拉破坏时，为1.0,2、混凝土的徐变 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。混凝土的徐变特性主要与时间参数有关: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至80）%，以后增长逐渐缓慢，2至3年后趋于稳定。,长期荷载作用下混凝土的变形性能-影响徐变的因素,加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大,水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大,骨料越硬，徐变越小,砼收缩变形影响因素 1）水泥品种：水泥强度等级越高，制成的混凝土收缩越大。2）水泥用量：水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。3）骨料性质：骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。4）养护条件：干燥失水及高温环境，收缩大。5）制作方法：混凝土越密实，收缩越小。6）使用环境：使用环境温度、湿度越大，收缩越小。7）体表比：比值大时，收缩小。,2.2 钢筋的物理力学性能 2.2.1钢筋的品种和级别 热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋,钢筋的分类热轧钢筋主要有Q235轧制的光圆钢筋和用合金钢轧制的带肋钢筋两类，主要用于钢筋砼结构和预应力钢筋砼结构的配筋。热处理钢筋适用于预应力混凝土构件的配筋，但对其应力腐蚀及缺陷敏感性强。冷加工钢筋：主要用于小型预应力构件、焊接或绑扎骨架、网片或箍筋。,热轧钢筋的分类(2002版规范)HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级,屈服强度 fyk HPB235级：fyk=235 N/mm2 HRB335级：fyk=335 N/mm2 HRB400级：fyk=400 N/mm2 RRB400级：fyk=400 N/mm2,几个指标：屈服强度：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将发生很大的塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝。屈服上限与加载速度有关，不太稳定，一般取屈服下限作为屈服强度。延伸率：钢筋拉断后的伸长值与原长的比率，是反映钢筋塑性性能的指标。延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性较好。,有明显屈服点钢筋的应力-应变关系一般可采用双线性的理想弹塑性关系,1,Es,无明显屈服点的钢筋,a点：比例极限，约为0.65fua点前：应力-应变关系为线弹性a点后：应力-应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明 显的屈服点强度设计指标条件屈服点:残余应变为0.2%所对应的应力规范取=0.85 fu,疲劳断裂：指钢筋在承受重复、周期性的动荷载作用下，经过一定次数后，突然脆性断裂的现象。如吊车梁等。疲劳强度：满足循环次数为200万以上的钢筋最大应力值为钢筋的疲劳强度。注意：疲劳强度极限强度,2.2.3 钢筋的疲劳,1）强度：要求钢筋有足够的强度和适宜的强屈比(极限强度 与屈服强度的比值)。例如，对抗震等级为一、二级的框 架结构，其纵向受力钢筋的实际强屈比不应小于1.25。2）塑性：要求钢筋应有足够的变形能力。3）可焊性：要求钢筋焊接后不产生裂缝和过大的变形，焊接 接头性能良好。,2.2.4 混凝土结构对钢筋性能的要求,4）与混凝土的粘结力：要求钢筋与混凝土之间有足够的粘结 力，以保证两者共同工作。5)钢筋的耐火性:热轧钢筋冷轧钢筋预应力钢筋,2.2.4 混凝土结构对钢筋性能的要求,影响钢筋与砼间粘结强度的因素1）光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度都随混凝土强度等级的提高而提高，与混凝土抗拉强度近似成正比。2）变形钢筋能够提高粘结强度。3）钢筋间的净距过小，周围混凝土发生劈裂，降低粘结强度。4）横向钢筋(箍筋)可限制混凝土内部裂缝的发展，还可限制构件表面的裂缝宽度，提高粘结强度。,