第三节混凝土的变形性能.ppt

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1、第三节 混凝土的变形性能,类型：受力变形：混凝土在一次短期加载、荷载长期作用和多次重复作用下产生的变形；体积变形：混凝土由于硬化过程中的收缩、温度和湿度的变化产生的变形。,第三节 混凝土的变形性能,一、混凝土在一次短期加荷时的变形性能二、混凝土在多次重复荷载作用下的应力应变关系三、荷载长期作用下混凝土变形性能四、混凝土收缩与膨胀（体积变形）,第三节 混凝土的变形性能,一、混凝土在一次短期加荷时的变形性能1、混凝土受压时的应力应变关系2、混凝土受压应力应变曲线数学模型3、混凝土的变形模量4、混凝土轴心受拉时应力应变关系,一、混凝土在一次短期加荷时的变形性能,1、混凝土受压时的应力应变关系：,图2

2、-9,1、混凝土受压时的应力应变关系,上升段第1 阶段（OA）：第2阶段（A-B）：第3阶段（B-C）：下降段,1、混凝土受压时的应力应变关系,上升段：第1 阶段（OA）：应力较小，混凝土变形主要是骨料和水泥结晶体受力产生弹性变形，应力应变接近直线,A点：比例极限,1、混凝土受压时的应力应变关系,第3阶段（B-C）：裂缝快速发展的不稳定状态：混凝土棱柱体抗压强度，对应应变为（一般为0.002）,第1 阶段（OA）：A点：比例极限,第2阶段（A-B）：稳定裂缝扩展阶段,上升段：,下降段：,混凝土到达峰值应力后裂缝继续扩展、贯通，,内部结构的整体性受到愈严重的破坏,荷载传递路线不断减少，试件平均应

3、力降低,应力应变曲线出现“拐点”,超过“拐点”，结构受力性质发生本质的变化：骨料间的咬合力、摩擦力与残余承受压力部分共同承力,主裂缝贯通、较宽，结构失效。,2、混凝土受压应力应变曲线数学模型：,1）美国E.Hognestad建议的模型：,曲线的上升段为二次抛物线，下降段为斜直线-峰值应力；-峰值应力对应的应 变，取-极限压应变，取,2、混凝土受压应力应变曲线数学模型：,2）西德Rsch 建议的模型：,曲线的上升段为二次抛物线，下降段为平直线-峰值应力；-峰值应力 对 应的应变，取-极限压应变，取回,3、混凝土的变形模量,混凝土应力应变为一曲线 应力应变关系在不同应力阶段二者之比是一变量描述混凝

4、土在荷载作用下的变形问题 混凝土的变形模量,1）混凝土的弹性模量2）混凝土的割线模量3）混凝土的切线模量,3、混凝土的变形模量,1）混凝土的弹性模量混凝土处于弹性阶段时：-混凝土原点弹性模量-混凝土曲线在原点处切线与横坐标夹角-混凝土弹性应变-混凝土弹性阶段应力,3、混凝土的变形模量,2）混凝土的割线模量混凝土进入塑性阶段，曲线上任一点应力为 处割线的斜率,3、混凝土的变形模量,插图新2-15,3）混凝土的切线模量在混凝土应力应变曲线上某一应力处作一切线，应力增量与应变增量的比值为混凝土的切线模量混凝土的切线模量为一变值随混凝土应力的增大而减小。回,4、混凝土轴心受拉时应力应变关系,分析：测试

5、混凝土受拉时的应力应变曲线较困难。回前文,二、混凝土在多次重复荷载作用下的应力应变关系,工程实例：厂房中的吊车梁、桥梁、气锤基础等构件，承受重复荷载,疲劳破坏：混凝土在荷载重复作用下引起的破坏。混凝土疲劳抗压强度；采用150mm150mm 300mm 或150mm150mm 450mm 的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或以上次循环荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土疲劳抗压强度,二、混凝土在多次重复荷载作用下的应力应变关系,三、荷载长期作用下混凝土变形性能,1、徐变的概念2、影响混凝土徐变的因素：,1、徐变的概念：,结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变,2

6、、影响混凝土徐变的因素：,与时间参数的关系：混凝土的应力大小加载时龄期：加载时混凝土的龄期越早，徐变越大；混凝土的组成成分：混凝土养护条件构件形状、尺寸等,2、影响混凝土徐变的因素：,与时间参数的关系：,2、影响混凝土徐变的因素,混凝土的应力大小,2、影响混凝土徐变的因素,加载时龄期：加载时混凝土的龄期越早，徐变越大；,2、影响混凝土徐变的因素：,混凝土的组成成分：水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐变越大；骨料越坚硬，徐变越小；,2、影响混凝土徐变的因素：,与时间参数的关系：混凝土的应力大小加载时龄期：加载时混凝土的龄期越早，徐变越大；混凝土的组成成分：混凝土养护条件构件形状、尺寸等,四、

7、混凝土收缩与膨胀（体积变形）,1、概念：混凝土在凝结硬化过程中，体积会发生变化。在水中结硬时，体积膨胀；在空气中结硬时，体积收缩,2、影响因素：,水泥种类水泥用量,骨料性质,混凝土制作方法,养护条件,使用环境,构件体积与表面积比值等,凝结：凝胶体本身的体积收缩；,干缩：混凝土因失水产生的体积收缩,2、影响因素举例分析：养护条件,第三节 混凝土的变形性能,小节：一、混凝土在一次短期加荷时的变形性能1、混凝土受压时的应力应变关系：2、混凝土受压应力应变曲线数学模型：3、混凝土的变形模量4、混凝土轴心受拉时应力应变关系二、混凝土在多次重复荷载作用下的应力应变关系三、荷载长期作用下混凝土变形性能四、混凝土收缩与膨胀（体积变形）,