混凝土材料物理力学性能

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1、1混凝土材料物理力学性能混凝土材料物理力学性能界面的结合强度是影响混凝土强度的重要因素；n2.在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。第1页/共37页表示混凝土Concrete立方体抗压强度k ,cuf第2页/共37页承压板试块摩擦力不涂润滑剂不涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂强度大于强度大于试验方法对立方体抗压强度的影响试验方法对立方体抗压强度的影响a.a.试件表面是否涂润滑剂：不涂时强度高；涂后强度底，其试件表面是否涂润滑剂：不涂时强度高；涂后强度底，其主要原因是由于主要原因是由于“套箍套箍”作用；且破坏形态不一样；作用；且破坏形态不一样；b.b.加载速度：速度快强度高，

2、速度慢强度低加载速度：速度快强度高，速度慢强度低第3页/共37页承压板试块轴心抗压强度真实反映以受压为主的混轴心抗压强度真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强度。凝土结构构件的抗压强度。为消除端部约束的影响为消除端部约束的影响 32bh随着高宽比的增加，混凝土的轴心抗随着高宽比的增加，混凝土的轴心抗压强度会降低压强度会降低第4页/共37页kcuccckff,2188. 0c1棱柱体强度与立方体强度之比，对不大于C50级的混凝土取，对C80取，其间按线性插值。c2高强混凝土的脆性折减系数，对C40取，对C80取，中间按直线规律变化取值。为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数

3、。fcu,kfcu,k立方体强度标准值立方体强度标准值第5页/共37页劈裂试验劈裂试验ftsdlFfts2ddftsFFFF第6页/共37页双向受压双向受压时，混凝土抗压强时，混凝土抗压强度大于单向；度大于单向；双向受拉双向受拉时，混凝土抗拉强时，混凝土抗拉强度接近于单向；度接近于单向；一向受压和一向受拉一向受压和一向受拉时，时，其抗拉（抗压）强度均低于相其抗拉（抗压）强度均低于相应的单向强度；应的单向强度；由于剪应力的存在，混凝由于剪应力的存在，混凝土抗压强度低于单向；土抗压强度低于单向；由于压应力的存在，混凝由于压应力的存在，混凝土抗剪强度有限增加。土抗剪强度有限增加。双向应力状态下混双向

4、应力状态下混凝土的破坏包络图凝土的破坏包络图第7页/共37页 fc fc0.20.1-0.10.00.61.0单轴抗拉强度单轴抗压强度法向应力和剪应力下的破坏曲线法向应力和剪应力下的破坏曲线混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小 随压应力增大而增大随压应力增大而增大当压应力在左右时，抗剪强度达到最大，当压应力在左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力的增大而减小。的增大而减小。第8页/共37页三向受压时的混凝土强度三向受压时的混凝土强度 1=fcc 1=fcc 2

5、= 3= fLfL-侧向约束压侧向约束压应力（加液压）应力（加液压）圆柱体试验圆柱体试验Lcccfff)0 . 75 . 4(有侧向约有侧向约束时的抗束时的抗压强度压强度无侧向约无侧向约束时圆柱束时圆柱体的单轴体的单轴抗压强度抗压强度三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。采用圆柱体在等侧压条件进行。第9页/共37页CBDEfc00AcuOA 弹性阶段AfcAB 弹塑性阶段fc fc 裂缝稳定

6、阶段BC 裂缝不稳定阶段 : 0.8 fc 1.0 fc第10页/共37页不同强度混凝土的应力-应变关系曲线强度等级越高，线弹性段强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，下，破坏时脆性越显著，下降段越陡。降段越陡。第11页/共37页uuccff0000200 15. 010 200.0020.0038 fc0.15 fc0u第12页/共37页u=0.00350=0.002oc

7、fcc2011cccf第13页/共37页 2 2 2 2第14页/共37页kcucfE,57 .342 . 210000ctgE 第15页/共37页1ctgE 3）切线模量：）切线模量：c = ela + pla tgEckcc0elapla0h割线割线切线切线第16页/共37页第17页/共37页cc， 徐变变形与应力成正比-线性徐变 ccc 非线性徐变cc 造成混凝土破坏，不稳定B.加载时的龄期：龄期早，徐变大；加载时的龄期：龄期早，徐变大；C.其它：水泥用量、水灰比、骨料、温度以及湿度。其它：水泥用量、水灰比、骨料、温度以及湿度。 徐变对结构的影响：徐变对结构的影响：A.使结构产生应力重分

8、布；使结构产生应力重分布；B.使预应力产生损失。使预应力产生损失。第18页/共37页混凝土在荷载重复作用下的应力混凝土在荷载重复作用下的应力-应变曲线应变曲线第19页/共37页混凝土的膨胀混凝土的膨胀混凝土在水中硬化时体积会增大。混凝土在水中硬化时体积会增大。第20页/共37页第21页/共37页热轧钢筋热轧钢筋：热轧光面钢筋：热轧光面钢筋HPB235，热轧带肋钢筋，热轧带肋钢筋HRB335、HRB400，余热处理钢筋，余热处理钢筋RRB400冷拉钢筋冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成热处理钢筋热处理钢筋：将：将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬

9、火、钢筋通过加热、淬火、回火而成回火而成碳素钢丝碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成火处理而成刻痕钢丝刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力钢绞线钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成：由低碳钢冷拔而成钢筋钢筋钢丝钢丝第22页/共37页光面钢筋螺纹钢筋月牙纹钢筋人字纹钢筋第23页/共37页第24页/共37页d1d2Pd2d1第25页/共37页ABBCDE钢筋的强度与变形钢筋的强度与变

10、形 有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋0.2%0.2无明显屈服点的钢筋无明显屈服点的钢筋OA弹性阶段弹性阶段 A比例极限比例极限 B屈服强度屈服强度CD强化阶段强化阶段 D极限强度极限强度DE 颈缩阶段颈缩阶段 条件屈服强度条件屈服强度第26页/共37页%100112lll钢筋拉断后的伸长值与原长的比率，是反映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。拉断前有足够预兆，延性较好。冷弯性能：以弯心直径冷弯性能：以弯心直径和冷弯角度来衡量和冷弯角度来衡量第27页/共37页sss=Essys,hfy

11、sss=Essys,hfyfs,us,uyyysfE 第28页/共37页疲劳强度疲劳强度fcf的确定原则：的确定原则：100100 300或或150150 450 的棱柱体试块承受的棱柱体试块承受200万次（或以上）循环荷载时发万次（或以上）循环荷载时发生破坏的最大压应力值。生破坏的最大压应力值。第29页/共37页第30页/共37页钢筋与混凝土之间粘结应力示意图（a）锚固粘结应力 （b）裂缝间的局部粘结应力锚固粘结：保证钢筋锚固粘结：保证钢筋和混凝土共同工作和混凝土共同工作缝间粘结：改善钢筋缝间粘结：改善钢筋混凝土的耗能性能混凝土的耗能性能第31页/共37页第32页/共37页直接拔出试验弯曲拔出试验dlN式中式中N钢筋的拉力；钢筋的拉力； 钢筋的直径；钢筋的直径； 粘结的长度。粘结的长度。第33页/共37页第34页/共37页第35页/共37页dffltyalll受拉钢筋搭接长度修正系数，它与同一连接区内搭接钢筋的截面面积有关，详见规范。第36页/共37页感谢您的观看。感谢您的观看。第37页/共37页