混凝土结构基本原理课件.pptVIP

第一章 材料基本力学性能;1.1 钢筋的物理力学性能 1.1.1钢筋的品种和级别 热轧钢筋 中高强钢丝和钢绞线 热处理钢筋 冷加工钢筋 ; ◆HPB235级:钢筋多为光面钢筋，多作为现浇楼板 的受力钢筋和箍筋 ◆HRB335级和 HRB400级:钢筋强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋以增强与混凝土的粘结，外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋。 ◆RRB400级钢筋:强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般冷拉后作预应力筋。 ;;有明显屈服点钢筋的应力-应变关系 一般可采用双线性的理想弹塑性关系;几个指标： ※屈服强度：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将发生很大的塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝。屈服上限与加载速度有关，不太稳定，一般取屈服下限作为屈服强度。;◆无明显屈服点的钢筋;钢筋的塑性性能 伸长率：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，在拉断前有足够预兆，延性较好。; 1）强度：要求钢筋有足够的强度和适宜的强屈比(极限强度与屈服强度的比值)。例如，对抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋的实际强屈比不应小于1.25。 2）塑性：要求钢筋应有足够的变形能力。 3）可焊性：要求钢筋焊接后不产生裂缝和过大的变形，焊接接头性能良好。 4）与混凝土的粘结力：要求钢筋与混凝土之间有足够的粘结力，以保证两者共同工作。 ;1.3.1　粘结力的形成 ◆光圆钢筋与变形钢筋具有不同的粘结机理，其粘结作用主要由三部分组成： （１）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）。一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对滑移时，该力即消失。 （２）混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩阻力。 （３）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬合力）。对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平。 ;◆变形钢筋与混凝土之间的机械咬合作用主要是由于变形钢筋肋间嵌入???凝土而产生的。 ;1.2 混凝土的物理力学性能 1.2.1混凝土的组成结构 通常把混凝土的结构分为三种类型： 1.微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。 2.亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。 3.宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。 注意：1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响混凝土强度的重要因素； 　　　2.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。;1.2.2单轴应力状态下的混凝土强度 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;2）轴心抗压强度(fc);fcu,k立方体强度标准值即为混凝土强度等级fcu。;3）轴心抗拉强度（ft）; 《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值的换算关系为：; 在平面应力状态下，当两方向应力均为压应力时，抗压强度相互提高，最大可增加27％，而当一方向为压应力，另一方向为拉应力时，强度相互降低。 当压应力不太高时，其存在可提高混凝土的抗剪强度，拉应力的存在会降低混凝土的抗剪强度。剪应力的存在降低混凝土的抗压和抗拉强度。 ;1.2.3复杂应力下混凝土的受力性能;在一轴受压一轴受拉状态下，任意应力比情况下均不超过其相应单轴强度。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。;构件受剪或受扭时常遇到剪应力t 和正应力s 共同作用下的复合受力情况。;◆三轴应力状态;1.2.4　混凝土的变形 1、单轴受压应力-应变关系;;◆达到B点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横向变形突然增大，体积应变开始由压缩转为增加。在此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导致破坏。取B点的应力作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强强度混凝土sB可达0.95fc以上。 ◆达到C点fc，内部微裂缝连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰值应变 ε0，约为0.002。 ◆纵向应变发展达到D点，内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。 ◆随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降，混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破，裂缝连通形成斜向破坏面。E点的应变ε = (2~3) ε 0，应力σ= (0.4~0.6) fc。 ◆混凝土在结