钢筋混泥土材料的物理力学性能.ppt

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1、第一章钢筋混凝土材料的物理力学性能第一章钢筋混凝土材料的物理力学性能第一节混凝土的物理力学性能第二节钢筋的物理力学性能第三节钢筋与混凝土之间的粘结与锚固材料的力学性能钢筋混凝土两者间的粘结强度变形粘结破坏的过程和机理第一节混凝土的物理力学性能混凝土材料混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例组成，经凝结和硬化形成的，属于复合材料。混凝土是由水泥结晶体、水泥凝胶体和内部微裂缝组成的混凝土的强度1、混凝土强度等级混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的。混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条

2、件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。与原《规范GBJ10-89》相比，混凝土强度等级范围由C60提高到C80，C50以上为高强混凝土。混凝土的强度混凝土立方抗压强度混凝土轴心抗压强度混凝土抗拉强度立方体抗压强度的试验尺寸效应及摩擦力的影响立方体抗压强度的换算关系立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是用来在同一标

3、准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准（制作、测试方便）100mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系小于C50的混凝土，修正系数m=0.95。随混凝土强度的提高，修正系数m值有所降低。当fcu100=100N/mm2时，换算系数m约为0.9200mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系，修正系数1.05。轴心抗压强度轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为h/b=2~3，我国通常取150mm×150mm×450mm的棱柱体试件，也常用150×150×300试件。棱柱体抗压强度的试验方法立方抗压与轴心抗压强度的关系

4、《规范》对小于C50级的混凝土取k=0.76，对C80取k=0.82，其间按线性插值。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。轴心抗拉强度也是混凝土的基本力学性能，用符号ft表示。混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与抗拉强度有关。拉压压劈拉试验aPP由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度。混凝土的破坏机理A点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力－应变关系近似直线。A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土sA约为(0.3~0.4)fc，对高强混凝土sA可达(0.5~0.7)fc到达B点

5、以后，混凝土产生部分塑性变形，应力－应变逐渐偏离直线。B点时的裂缝发展已不稳定，试件的横向变形突然增大，常取sB作为混凝土的长期抗压强度；普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强混凝土sB可达0.95fc到达C点时，内部微裂缝连通形成破坏面，试件承载力开始减小而进入下降段。B点时的应力称为峰值应力，即为混凝土棱柱体抗压强度；相应的纵向压应变称为峰值应变，约为0.002。继续发展至D点时，破坏面初步形成。E点以后，纵向裂缝形成一个斜向的破坏面，此破坏面在正应力和剪应力的作用下形成破坏带。此时试件的强度由破坏面上骨料间的摩阻力提供。随着应变进一步发展，摩阻力不断下降，试件的残余强度约为0.1~0

6、.4fc不同强度混凝土应力－应变关系的比较强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，下降段越陡。混凝土的弹性模量（ElasticModulus）弹性模量的测定方法混凝土的收缩和徐变ShrinkageandCreep混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩，收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。混凝土在长期不变荷载的作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成5

7、0%，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。通常，最终收缩应变值约为(2~5)×10-4，而混凝土开裂应变为(0.5~2.7)×10-4，说明收缩会导致开裂。混凝土收缩包括凝缩和干缩两部分，凝缩是由于水泥结晶体比原材料的体积小；干缩是混凝土内自由水分蒸发引起的。混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关：水泥用量多、水灰比越大，收