3材料的力学性能混凝土汇编.ppt

1.1 钢筋 1.2 混凝土 1.3 钢筋与混凝土的粘结 第一章 混凝土结构用材料的性能 1 通常把混凝土的结构分为三种类型： Ａ.微观结构：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。 Ｂ.亚微观结构：混凝土中的水泥砂浆结构。 Ｃ.宏观结构：砂浆和粗骨料两组份体系。 弹性骨架------水泥石晶体、砂、石------ 弹性变形 混凝土微裂缝和水泥石凝胶体的粘性流动----塑性变形 1.2 混凝土的物理力学性能 2 1.2.1 混凝土的强度 单向抗压强度 单向抗拉强度 复合应力状态下的强度 3 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，在标准条件下（20±3℃，≥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%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2 一、混凝土的强度等级-立方体抗压强度 4 5 《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差5N/mm2。C50以上为高强混凝土。 一、混凝土的强度等级-立方体抗压强度 6 在与压力机压板接触的试件表面涂润滑剂，其抗压强度将比表面不加润滑剂试件的抗压强度低很多，两者的破坏形态也不相同 7 混凝土的立方体抗压强度随龄期而增长 8 100mm和200mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系 尺寸越小，强度越高 尺寸效应 9 美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径150mm，高300 mm）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号记为 fc。 圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为， 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）。 尺寸效应 10 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×300mm，也常用150×150×450试件。 二、轴心抗压强度-棱柱体强度 11 在钢筋混凝土结构中，计算轴心受压构件时（如轴心受压柱，桁架受压腹杆等），要采用混凝土的轴心抗压强度! 12 0.88:考虑结构中的混凝土强度与试块混凝土强度之间的差异等因素的修正系数； αc1：棱柱体强度与立方体强度的比值，当≤C50时，取 0.76； 当为C80时取0.82，其间插值； αc 2：混凝土的脆性系数，当不大于C40时取1.0；当为 C80时取 0.87，其间插值。 对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度! 13 砼的抗压强度主要取决于横向变形的约束条件和加载速率：加载速度0.3~0.5N/mm2/sec, 混凝土强度等级≥C30时，取每秒 0.5~0.8N/mm2/sec,. （1）加荷速度提高为10/mm2/sec，强度提高约10%； （2）快速加荷的冲击荷载下，105N/mm2/sec,提高60%； 三、影响抗压强度的主要因素 14 比抗压强度小得多，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。 四、轴心抗拉强度 ft 直接测试法-----轴线拉伸试验 15 16 轴心受拉试验对中困难，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 17 1、混凝土的双向受力强度 实际结构中，混凝土更多的是处于双向或三向受力状态。 双向受压强度大于单向受压强度，最大受压强度发生在两个压应力之比为2或0.5之间，约为1.27fc。 六、混凝土的复合受力强度 18 拉压共同作用下：试件破坏时强度比单向受力时强度低。 2、拉压共同作用时及双拉时的强度 双向受拉时：其强度比单向受拉时的强度差不多。 19 混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小 当压应力(0.5~0.7)fc 时，抗剪强度随压应力增大而增大; 当压应力(0.5~0.7)fc 时，抗剪强度随压应力增大而碱小; 在梁、柱中当有剪 应力时，将要影响其受压区混凝土的强度！ 3、在法向应力和剪力作用下的复合强度 20 4、混凝土的三向受压强度 三轴受压混凝土的强度和延性都有较大的增长！ 21 22 螺旋钢箍柱 钢管混凝土 抗震区箍筋加密 FRP约束混凝土柱 工程应用-约束混凝土 螺旋箍筋 23 ◎螺旋箍筋约束对强度和变形能力均有很大提高 ◎矩形箍筋约束对强度的提高不是很显著，但对变形能力有显著改善 （a）螺旋箍筋 24