钢筋砼结构的基本概念及材料的物理力学性能.ppt
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1、第一篇 钢筋混凝土结构,第一章 钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能,钢筋混凝土是由两种力学性能不同的材料钢筋和混凝土结合成整体,共同发挥作用的一种建筑材料。,第一节 钢筋混凝土结构的基本概念,一:素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较:,1.梁:,素混凝土梁,钢筋混凝土梁,Pc即为梁的破坏荷载。P Pc时,中性轴以上受压,以下受拉;P=Pc时,出现竖向裂缝并迅速发展,梁突然断裂。发生脆性破坏。在受拉区内配置适量的钢筋后,梁的破坏为:受拉钢筋应力达到屈服强度受压区混凝土被压坏梁破坏。以上分析说明:与素混凝土梁相比,钢筋混凝土梁的承载能力和变形能力都有很大提高,并且钢筋与混凝土
2、两种材料强度都能得到较充分的利用。,2.柱:试验表明,钢筋混凝土柱与素混凝土柱相比,不仅承载力大为提高,而且受力性能也得到改善(下图),素混凝土和钢筋混凝土轴心受压构件的受力性能比较,二、钢筋与混凝土能共同工作的原因,混凝土与钢筋之间有良好的粘结力。钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为 接近(钢筋为1.210-5,混凝土为1.010-51.510-5)。钢筋被混凝土包裹,免遭锈蚀。,耐久性好耐火性好整体性好可模性好取材容易,自重大抗裂性较差施工受季节环境影响较大现浇结构模板耗用木材较多,三、钢筋混凝土优缺点,缺点,优点,第二节 混凝土,一:混凝土强度 1.立方体抗压强度R(混凝土标号)形状:边长为
3、150mm的立方体 1)试件:温度:203 相对湿度:90%以 养护时间:28天.2)影响因素:实验方法(套箍作用)(图1-3).试件尺寸(尺寸越小,摩阻力影响越大,强度越高),2 轴心抗压强度 Ra0(棱柱体强度),1)试件:150mm150mm300mm,制作方法同立方体试件.2)影响因素:试件高度h与边长b之比,比值越大,轴心抗压强度越小.(图1-4)3)R0a与R的近似关系 R0a=0.7R,3.抗拉强度,1)测试方法:采用圆柱体或立方体的劈裂试件来测定.(如下图),劈裂试验,2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因 采用两端预埋钢筋的混凝土棱柱体测试轴心抗拉强度时(如下图),保持试件轴心受拉
4、是很重要的,也是不容易完全做到的。混凝土内部结构不均匀,钢筋的预埋和试件的安装都难以对中,而偏心又对抗拉强度测试有很大的干扰。,4.复合应力状态下的强度,1)双向应力 两个垂直平面上作用有法向应力,第三个平面上应力为零.强度变化特点,3)三向应力 混凝土三向受压时,各个方向上的抗压强度都有很大的提高(下图)。轴心抗压强度与侧压应力2的关系有如下线性经验式.凝土强度提高的原因是由于侧向约束了混凝土受压后横向变形,限制了混凝土内部裂缝的产生和发展,从而提高了混凝土在受压方向上的抗压强度,混凝土圆柱体抗压强度,三向受压状态下混凝土强度,二.混凝土的变形,1 单调短期加载作用下 1)混凝土应力应变曲线
5、(如图),(1)上升段 OA 线性段虎克定理 AB 塑性,裂纹稳定发展阶段 BC 塑性,裂纹非稳定发展阶段(2)下降段(3)收敛段,2)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。应变速率小,峰值应力R0a降低,0增大。测试技术和实验条件,3)混凝土的弹性模量,变形模量(如图),原点弹性模量:,切线模量:,变形模量:,式中:,时,,时,,。,根据试验统计分析Eh的经验公式为:,弹性特征系数,2.混凝土在长期荷载作用下的变形徐变,1)徐变:混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形。2)徐变曲线,3)影响徐
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