2.1砼力学性能.ppt

材料的力学性能; 学习目标 ▲掌握混凝土强度、应力-应变曲线； ▲熟悉混凝土变形模量、徐变、收缩； ▲掌握钢筋的应力-应变曲线； ▲了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能； ▲掌握粘结的定义、基本锚固长度的计算； ▲掌握保证可靠粘结的构造要求。 ;2.1混凝土的基本性能;2.1.1混凝土的强度;（1）混凝土强度等级 混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的。 混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（20±2℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.3～0.5N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率【fcu,k= fcu,m(1-1.645?)】的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示立方体抗压强度标准值： =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。C50以上为高强混凝土。;套箍效应及尺寸效应;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）。;混凝土的工程要求（规范4.1.2）p17;（2）轴心抗压强度fc;立方体抗压与轴心抗压强度的关系;结构混凝土强度与试块混凝土强度的差异修正系数; ?c1 和 ?c2 的取值;（3）轴心抗拉强度ft;拉;轴心抗拉与立方抗压强度的关系;轴心抗拉强度标准值;2.复杂应力状态下混凝土的强度;（1）双轴应力状态（Biaxial Stress State）; 任意应力比情况下，其强度均不超过相应的单轴强度。并且抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力或压应力的增加而减小。;2 剪应力t 和正应力s 共同作用下的复合受力情况; （ 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。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。）; 混凝土局部受压强度fcl 比轴心抗压强度 fc 大很多，也是因为局部受压面积以 外的混凝土对局部受压区 域内部混凝土微裂缝产生 了较强的约束。 在后张法中会出现。; 一次短期荷载下 受力变形 长期荷载下 砼变形 多次重复荷载下 收缩变形 体积变形 膨胀变形 温度变形;混凝土单轴受压应力-应变关系曲线，常采用棱柱体试件来测定。 在普通试验机上采用等应力速度加载，达到轴心抗压强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变曲线的上升段。 采用等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应变曲线的下降段。;混凝土的破坏机理;由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增大。对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，从而可提高混凝土的抗压强度。; 由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的 增大。对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，从而 可提高混凝土的抗压强度。立方体试件受约束范围大，而棱柱 体试件中部未受约束，因此造成了不同受压试件强度的差别和 破坏形态的不同。;若采用无量纲坐标x=e/e0，y=s/fc，则混凝土应力-应变全曲线的几何特征必须满足:;◆ 清华大学过镇海提出的应力-应变全曲线表达式 ;美国Hognestad建议的应力-应变曲线;《规范》提出的混凝土应力-应变曲线表达式;（2）混凝土受拉应力-应变关系 The Tension Constitutive Relationship of Concrete;（3）箍筋约束混凝土受压的应力-应变关系Confinement with Transverse Reinforcement ;◆影响因素;（4）不同强度混凝土应力－应变关系的比较;2.混凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形）; 混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。 疲劳破坏的特征： 裂缝小而变形大。 使棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载而发生破坏的压力值称为混凝土的疲劳强度 。;（2）混凝土疲劳强度试验;3.混凝土的弹性模量（Elastic Modulus）;弹性模量的测定方法;▲混凝土剪变模量Gc;4.荷载长期作用下混凝