混凝土的抗震性ppt课件

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1、第第16章章 抗震性能抗震性能 16.1 构造抗地震性能的特点构造抗地震性能的特点 16.2 单调荷载下的延性单调荷载下的延性 16.3 低周反复荷载下的滞回特性低周反复荷载下的滞回特性16.1构造抗地震性能的特点 构造在地震时发生的相应运动称为地震反响，包括位移、速度、加速度。同时，构造内部发生很大的内力应力和变形，当它们超越了资料和构件的各项极限值后，构造将出现不同程度的各种破坏景象，例如混凝土裂痕，钢筋屈服，显著的剩余变形，部分的破损，碎块或构件坠落，整体构造倾斜，甚至倒塌等等。在震中区附近，地面运动的垂直方向振动猛烈，且频率高，程度方向振动较弱；距震较远处，垂直方向的振动衰减快，对地震

2、区的大部分建筑而言，程度方向的振动是引起构造剧烈反响和破坏的主要要素。钢筋混凝土构造在地震作用下受力钢筋混凝土构造在地震作用下受力性能的主要特点有：性能的主要特点有：构造的抗震才干和平安性，不仅取决于构构造的抗震才干和平安性，不仅取决于构件的静承载力，还在很大程度上取决于变件的静承载力，还在很大程度上取决于变形性能和动力呼应。形性能和动力呼应。屈服后的任务阶段屈服后的任务阶段 荷载的低周反复作用荷载的低周反复作用 变形大变形大16.2单调荷载下的延性 延性的概念 构造资料的宏观力学性能，力-变形曲线在临近最大承载力的上下有可观的平台，即可以经受很大的变形，而承载力没有显著降低。延性构造的优越性

3、 破坏前有明显预兆，破坏过程缓慢，因此采用偏小的计算平安系数或可靠度 出现非估计荷载偶尔超载，荷载反向，温度升高或根底沉降等引起附加内力的情况下有较强接受和抗衡才干 有利于实现超静定构造的内力充分重分布，提高构造承载力，充分利用资料效能 接受动力作用振动、地震、爆炸等情况下，减小惯性力，吸收更大动能，减轻破坏程度，有利于修复延性比：在坚持构造或资料的根本承载才干的情况下，极限变形Du和初始变形Dy的比值uDyDD 确定初始屈服点 能量等值法 几何作图法 确定极限点 取最大承载力下降15%取混凝土达极限应变值延性比的计算方法 001(1)yyyysyfhxhE 01uuuuuxh11ysuuyE

4、f 钢筋刚屈服和混凝土达极限应变时的截面压区相对高度yu和影响构建延性比的主要要素受拉钢筋的含钢率和轴压比的增大，使极限形状时的压区高度加大，延性减小受压区配置钢筋和提高混凝土强度等级，使压区高度减小，延性增大提高受拉钢筋的屈服强度，使屈服曲率增大，延性比下降构件加密箍筋，构成约束混凝土，增大了混凝土极限压应变，有利延性保证构造延性的一系列措施 设计原那么中要求“柱强于梁、“剪强于弯和“节点强于构件，防止脆性破坏 限制或减小截面的极限压区高度、轴压比、配筋率最大值和高强度等级钢筋的运用 增大最小含钢率，加长锚固长度，加密箍筋等塑性区转角 钢筋混凝土构造在荷载作用下，当部分区段内的钢筋到达屈服强

5、度，但截面弯矩仍小于其极限值时，在最大弯矩截面两侧构成一个塑性变形区。此区段内钢筋的塑性伸长大，曲率大大地超越构件的其他部分，构成一个部分的集中转角，称为塑性铰转角构成塑性转角加大构造变形发生内力重分布 随着荷载和截面最大弯矩的增大，塑性区的长度和塑性转角继续加大。当截面最大弯矩到达极限弯矩时，转角值也到达构件的极限塑性转角，即构件塑性区的极限转动才干16.3低周反复荷载下的滞回特性 滞回曲线的普通特点 钢筋屈服前，构件虽已出现裂痕和混凝土塑性变形，但总变形不大，加载曲线斜率变化小，剩余变形也小，正反加载各一次的滞回环不明显 受拉钢筋屈服后，混凝土受拉裂痕不断开展，钢筋拉应变和混凝土的压应变逐

6、渐积累增大，总变形添加，此时正反加卸载曲线呈现出一些特点：加载曲线每一次加载过程，曲线的斜率随荷载的增大而减小，且减小的程度加快；比较各次同向加载曲线，后次曲线比前次的斜率逐渐减小，阐明了反复荷载作用下构件的刚度退化。数次反复荷载以后，加载曲线出现反弯点，构成捏拢景象，且捏拢程度逐次增大。卸载曲线刚开场卸载时曲线峻峭，恢复变形很小。荷载减小后曲线趋向平缓，恢复变形逐渐加快恢复变形滞后景象。曲线的斜率随反复加卸载次数而减小，阐明构件卸载刚度的退化。全部卸载后，构件留有剩余变形，其值随反复加卸载次数不断地积累增大。捏拢景象 钢筋混凝土构件滞回曲线的捏拢程度主要取决于混凝土受拉裂痕的开展宽度、受拉钢

7、筋的伸长应变、钢筋与混凝土相对滑移，以及混凝土受压塑性变形的积累、中和轴的变化等 滞回环对角线的斜率反映构件总体刚度，包围的面积那么是荷载正反交变一周时构造所吸收的能量多种受力形状的滞回曲线配筋率轴压比短柱剪切剪力墙钢筋与混凝土的粘结-滑移梁柱节点配筋率 不难看出，提高纵向配筋率，对于构件的滞回特性和延性都有明显改善，滞回环包围面积添加，捏拢景象缓解，耗能才干加强，刚度增大，有利抗震。轴压比 轴压比低，滞回环丰满，延性好，捏拢现 象不明显短柱剪切剪力墙钢筋与混凝土粘结-滑移梁柱节点恢复力模型 建立截面性能恢复力模型的原那么 以资料本构关系为根底 假设构件符合平均平截面变形的条件 建立内外力平衡

8、方程 三线型退化恢复力模型 骨架线由构件的混凝土受拉开裂、受拉钢筋屈服和极限形状时的三个点相连得到 卸载线取为斜直线，斜率随开场卸载时的弯矩或曲率值变化 再加载线由一个方向卸载至M=0，以此时剩余曲率为起点反向加载，与上一循环曾到达最高点直线相连。假设该最高点未超越开裂点或钢筋屈服点，那么与此特征点相连，再沿骨架线前进。第第17章章 疲劳性能疲劳性能 构造疲劳：构造在其内力低于静承载力的多次作用后发生破坏的景象 发生疲劳破坏普通缘由：资料内部存在细微缺陷17.1混凝土的疲劳性能可将混凝土的疲劳破坏过程分成3个阶段：试件内薄弱区构成初始裂痕，应变增长较快裂痕稳定开展，应变添加缓慢裂痕不稳定扩展，

9、应变发散等幅度和变幅度影响要素和计算式除应力变化幅度外，另有：应力梯度混凝土的资料和组成加载频率受拉疲劳强度应力梯度应力梯度混凝土的资料和组成混凝土的资料和组成 无直接影响，但经过影响混凝土的抗压强度而间接反映 高强度混凝土的内部缺陷较少，相对疲劳强度偏高，轻骨料混凝土刚好相反。？加载频率加载频率 频率在100-900次/min之间，对混凝土疲劳强度无明显影响 加载速度很慢，徐变出现多，疲劳强度降低受拉疲劳强度受拉疲劳强度 实验结果阐明，无论轴心受拉、劈拉和弯曲受拉的混凝土疲劳强度，其相对值都与其抗拉强度相一致，但在拉-压反复作用下，混凝土疲劳强度，低于反复受拉的混凝土疲劳强度。17.2钢筋的

10、疲劳性能 钢筋疲劳破坏过程分3阶段构成初始裂纹初始缺陷，应力集中，滑移裂纹扩展反复作用，积累试件破坏剩余有效面积，脆性断裂影响钢筋疲劳强度的要素 主要要素：应力变化幅度 其他要素：外形和直径 强度等级 钢筋的加工和环境 加载频率简化计算式或图表maxminmin553min51450.3355(/)lg6.1044591 10200 10103 108.77 100.0127(/)rrbsr hNd r hfffA17.3钢筋和混凝土粘结的疲劳性能 在反复荷载作用下，钢筋混凝土构造中，由于钢筋应力的反复加卸载作用，粘结应力的分布不断变化，促使粘结损伤积累，相对滑移逐渐增大，粘结刚度减小，平均粘

11、结强度降低。这些统称为粘结的退化钢筋混凝土粘结退化的缘由和机理 随着荷载反复作用的次数增多，上述钢筋粘结区的混凝土变形和损伤逐渐积累，钢筋横肋前的破损情况逐个地从加载端往自在端扩展，加载端滑移区扩展，试件总变形和滑移添加，钢筋的拉应力和粘结应力分布也随之变化。不可恢复是一个重要特性17.4构件的疲劳性能及其验算 钢筋混凝土构造在运用阶段存在受拉裂痕，反复荷载作用下力学性能退化，疲劳强度降低 疲劳破坏普通只发生在运用阶段存在裂痕的构件受弯疲劳受弯疲劳 钢筋混凝土受弯构件，在荷载反复作用下的开裂弯矩小于一次加载的开裂弯矩，其比值取决于混凝土的抗拉疲劳强度，随荷载反复次数增多而减小 绝大多数试件的破

12、坏过程：梁内一根纵筋首先受拉疲劳断裂，其他钢筋的应力突增，裂痕开展，中和轴上移，压区面积减小，资料损伤积累，其他纵筋才相继疲劳断裂 普通取第一根主筋断裂时的荷载反复次数作为构件的疲劳寿命 疲劳荷载值 最小值取构造自重和恒载，思索有效预应力；最大值取偏低的荷载规范值 验算条件 钢筋 混凝土 疲劳应力计算 maxminmaxfyfcff 采用的根本假定：截面应变坚持平面 受压区混凝土应力为三角形分布 忽略中和轴下手拉去混凝土作用 换算面积时，取混凝土疲劳变形模量受弯剪疲劳受弯剪疲劳荷载的上限值到达构件的疲劳极 限，经过一定次数的反复加卸载作用，将发生斜裂痕弯剪疲劳破坏，破坏形状分两类 疲劳荷载值同梁的抗弯疲劳验算 验算条件 对不允许出现斜裂痕的构件 最大主拉应力 对允许出现裂痕的构件，计算名义剪应力，其值为混凝土主拉应力 疲劳应力计算ffcltf