混凝土基本力学性能.pptVIP

钢筋混凝土原理和分析Reinforced Concrete Theory and Analyse 0、绪论 0.1钢筋混凝土结构的发展和特点 广泛应用钢筋混凝土结构的工程领域： 建筑工程 桥梁和交通工程 水利和海港工程 地下工程 特种结构 0.2本课程特点 结构工程科学研究的一般规律： 从工程实践中提出要求和问题，精心调查和统计、实验研究、理论分析、计算对比、找出解决问题的方法； 研究一般的变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算方法和构造措施，回到工程实践中验证，改进和补充。 混凝土结构作为结构工程的一个分支，亦服从上述规律。 第一篇 混凝土的力学性能 混凝土：由水泥、骨料和水拌合形成的人工合成材料。 作 用：作为钢筋混凝土结构的主体，一是自身承担较的大的荷载；二是容纳和维护各种构造的钢筋，组成合理的组合性结构材料。 特 点：非弹性、非线性、非匀质材料，较大离散性。 本篇介绍：一般特性和破坏机理、基本应力状态下的强度和变形，主要因素影响下的性能变化，多轴应力状态下的强度和本构关系。 1.1.2材性的基本特点 1.1.3受力破坏的一般机理 1.2.2棱柱体试件的受力破坏过程 1.3受压应力-应变全曲线 1.3.1试验方法 1.4抗拉强度和变形 1.4.2受拉破坏过程和特征 1.4.5应力-应变全曲线方程 1.5抗剪强度和变形1.5.1合理的试验方法 1.矩形短梁直接剪切 1.5.2破坏特征和抗剪强度 1.5.3剪切变形和剪切模量 需要量测混凝土的受拉应力-应变曲线，必须采用轴心受拉试验方法，其试件的横截面上有明确而均匀分布的拉应力，又便于设置应变传感器。要获得混凝土受拉应力-应变全曲线的下降段，要有电液伺服阀控制的刚性试验机，或者采取措施增强试验装置的总体刚度。 据我国进行的混凝土抗拉性能的大量试验，给出的主要性能指标如下： 1、轴心抗拉强度 国内根据中、低强和高强混凝土的有关试验数据，一并进行分析、得到的适合于较宽强度范围的轴心抗拉强度计算公式： 模式规范CEB-FIP MC90 式中 fcu和fc’—混凝土的立方体和圆柱体抗压强度， N/mm2。 注意：尺寸效应 混凝土抗拉强度和抗压强度的比值由下式计算： 因此，拉压强度比可以作为衡量混凝土力学性能的一个指标，当采取措施增强混凝土的抗压强度时，其抗拉强度提高的幅度较小，表明混凝土的性质更脆。另一方面，若能有效地增强混凝土的抗拉强度，或防止过早发生纵向裂缝，就有利于提高混凝土的抗压强度。如采用纤维混凝土、约束混凝土等。 2、劈拉强度 劈裂试验简单易行，又采用相同的标准立方体试件，成为最普遍的测定手段．试验给出的混凝土劈拉强度与立方体抗压强度的关系如图，经验回归公式为： 注意：根据我国的试验结果和计算式的比较，混凝土的轴心抗拉强度稍高于劈拉强度：ft / ft,s=1.368 fcu-0.083=1.09-1.0(当 fcu=15 - 43 N/mm2)。 国外的同类试验却给出了相反的结论：ft =0.9ft,s 。 两者的差异可能出自试验方法的不同。我国采用立方体试件，加载垫条是钢制的，而国外采用圆柱体试件，垫条的材质较软（如胶木）。 3、峰值应变 过镇海建议的回归计算公式： 4、弹性模量 混凝土受拉弹性模量的标定值，取为应力σ=0.5ft时的割线模量。其值约与相同混凝土的受压弹性模量相等。 建议计算公式： 4、泊松比 根据实验中量测的试件横向应变计算混凝土的受拉泊松比，其割线值和切线值在应力上升段近似相等： 在应力的下降段，试件的纵向和横向应变取决于传感器的标距和它与裂缝的相对位置，变化很大，很难获得合理的泊松比试验值。 但是，当拉应力接近抗拉强度时，试件的纵向拉应力加快增长，而横向压缩变形使材料更紧密，増长速度减慢，故泊松比值逐渐减小。这与混凝土的受压泊松比随应力而增长的趋势恰好相反。 试验中量测的试件平均应力和变形Δl（或平均应变Δl /l)全曲线如图: 按试件上各个电阻片的实测应变值作图: 应力上升段：各电阻片的应变与平均应变一致； 接近曲线峰点并进人下降段，各电阻片有不同的应变曲线； 与裂缝相交的电阻片的应变剧增而拉断，其余电阻片的应变则随试件的卸载而减小，即变形恢复； 混凝土受拉应力-应变全曲级上的四个特征点A,C,E和F(对照受压曲线）标志着受拉性能的不同阶段。 试件开始加载后，当应力σ(0.4-0.6)ft (A点）时，混凝土的变形约按比例增大。此后混凝土出现少量塑性变形，应变增长稍快，曲线为凸．当平均应变达εt,p=(7