钢筋和混凝土材料的力学性能ppt课件.ppt

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1、第2章混凝土结构材料的物理力学性能主要内容●混凝土的物理力学性能●钢筋的物理力学性能●钢筋与混凝土的粘结重点●钢筋的级别、强度和变形性能●混凝土的强度和变形性能●粘结破坏机理本章主要内容及重点第2章混凝土结构材料的物理力学性能第2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1.混凝土的组成结构成分组成：水泥、砂、石子。结构组成：水泥石结构、砂浆、粗骨料、孔隙和微裂缝。水泥石结构由晶体骨架（充分水化）、水泥凝胶（未充分水化）和未水化的水泥颗粒组成。孔隙是硬化过程中水分蒸发留下的。微裂缝则是由于浇筑混凝土时的泌水作用引起的沉缩、水化作用造

2、成的化学收缩以及干缩在混凝土内部不同界面上形成的。在承受外力时，砂、石、晶体骨架起骨架作用，具有弹性材料的变形特点，而水泥凝胶、孔隙和微裂缝则具有塑性材料的变形特点。因此，混凝土是一种非弹性材料。2.1混凝土的物理力学性能第2章混凝土结构材料的物理力学性能由于水泥凝胶的硬化过程很长，因此，混凝土的强度和变形随时间的增长而增长。2.单轴应力状态下的混凝土强度（1）混凝土的抗压强度■混凝土的立方体抗压强度ƒcu和强度等级混凝土的立方体抗压强度ƒcu：以边长为150mm的立方体试件在温度为20±3℃，相对湿度90%以上的环境中养护28d，用标准试验方法测得

3、的抗压强度，单位为N/mm2（MPa）。标准试验方法：试件表面不涂润滑剂；加载速度：C30以下，0.3~0.5N/mm2/s,C30及以上,0.5~0.8N/mm2/s。2.1混凝土的物理力学性能第2章混凝土结构材料的物理力学性能《混凝土结构设计规范》规定按立方体抗压强度标准值ƒcu,k（具有95%保证率的ƒcu值）确定混凝土的强度等级。规范规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80，共14个等级。C50~C80属高强混凝土范畴。结构混凝土强度等级的最低要求为：

4、任何情况下不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；承压板试块摩擦力涂润滑剂不涂润滑剂2.1混凝土的物理力学性能标准试验第2章混凝土结构材料的物理力学性能当采用HRB400、RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不应低于C25。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。■混凝土的轴心抗压强度ƒc标准试块：150×150×300考虑到承压板对试件的约束，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度，且有：式中：0.88为实际构件与试件

5、混凝土强度的差异所考虑的折减系数;αc1(棱柱体强度与立方体强度比值)对C50及以下取0.76，对C80取0.82，两者之间取线性内插；承压板试块ƒck=0.88αc1αc2ƒcu,k2.1混凝土的物理力学性能第2章混凝土结构材料的物理力学性能αc2（脆性影响系数）对C40及以下取1.0，对C80取0.87，两者之间取线性内插值；对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=152,h=305），有：（2）混凝土的轴心抗拉强度ƒt试验方法：直接受拉试验采用这种方法试验时，拉力难以对中，离散性较大。100100150150500ƒc′=0

6、.79ƒcu,k2.1混凝土的物理力学性能第2章混凝土结构材料的物理力学性能劈拉强度可按下式计算：圆柱体或立方体劈裂试验我国规范考虑了从普通强度混凝土到高强混凝土的变化规律，取：式中，δ为试验离散系数。2.1混凝土的物理力学性能双向正应力下的强度曲线第2章混凝土结构材料的物理力学性能3.复合应力状态下的混凝土强度（1）双轴应力状态下的混凝土强度（拉压、受力状态）1.01.01.21.2-0.2-0.2拉压2/fc1/fc2.1混凝土的物理力学性能结果说明：压-压：强度提高；拉-压：抗拉和抗压强度都低。拉-拉：强度低；影响不明显。第2章混凝土结构材

7、料的物理力学性能3.复合应力状态下的混凝土强度（1）双轴应力状态下的混凝土强度（拉-剪、剪-压受力状态）法向应力和剪应力下的强度曲线2.1混凝土的物理力学性能拉-剪：抗拉、抗剪强度都降低；压-剪：当时，抗剪强度随压应力提高而增大；当时，内部裂缝增加，抗剪抗压强度均降低。第2章混凝土结构材料的物理力学性能（2）三向受压时的混凝土强度式中，ƒcc′为有侧向约束时的抗压强度；ƒc′为圆柱体的单轴抗压强度。1=fcc’1=fcc’2=3=fL’fL’----侧向约束压应力（加液压）ƒcc′=ƒc′+(4.5~7.0)ƒL′2.1混凝土的物理力学性能三

8、向受压时，混凝土抗压强度增加，最大增加5倍。■三向受压状态下混凝土的变形特点三向受压状态下混凝土的强度和延性