2-混凝土结构材料的物理力学性能.ppt

第二章 钢筋和混凝土的材料性能 3、疲劳： （1）疲劳破坏的概念：钢筋在重复、周期动荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏的性质转变成脆性突然断裂的现象。 （2）钢筋的疲劳应力幅限值?fyf ： 根据疲劳应力比值?sf ， 按建工教材P318附表2-11采用。 其中?fyf=?s,maxf- ?s,minf ? fs= ?s,minf/ ?s,maxf （4）需验算钢筋疲劳的构件： （3）影响钢筋疲劳的因素： 钢筋的疲劳应力幅、钢筋的疲劳应力比值、钢筋的最大应力值、钢筋外表面的几何形状、钢筋直径、钢筋等级和试验方法等。 吊车梁、桥梁面板等承受重复荷载的钢筋混凝土的构件。 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 （7）混凝土受拉的应力-应变曲线（了解） 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 （1）徐变的概念 2、荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变 ▲凝胶体的塑性流动。 ▲裂缝的出现与发展。 （2）产生徐变的原因 混凝土在荷载的长期作用下，其应变或变形随时间增长的现象称为徐变。 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 应变与时间的关系曲线 （t0 时刻加载， t 时刻卸载） t 0 ela sh cr ela , ela ,, cr , e t e e e e e e 瞬时恢复应变 弹性后效 残余应变 加载瞬时应变 收缩应变 徐变 ▲ 特点： 开始快、以后慢；半年完成大部分、一年稳定、三年终止 （3）徐变与时间的关系 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 ▲不利影响： 徐变会使结构（或构件）的变形增大（如挠度） ； 引起预应力损失； 在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。 ▲有利影响： 有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力； 减小大体积混凝土内的温度应力； 受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。 （4）徐变对结构的影响 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 ▲内在因素：是混凝土的组成和配比。 骨料的刚度（弹性模量）越大，体表比越大，徐变就越小; 水灰比越小，水泥用量越少，徐变也越小。 ▲环境影响：包括养护和使用条件。 受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。 受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。 （5）影响徐变的因素 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 当初始应力水平si /fc ≤ 0.5时，徐变值与初应力基本上成正比，这种徐变称为线性徐变。产生线性徐变的主要原因是凝胶体的塑性流动。 当初应力si 在(0.5~0.8) fc 范围时，徐变最终虽仍收敛，但最终徐变与初应力si不成比例，这种徐变称为非线性徐变。产生非线性徐变的主要原因是裂缝的出现与发展。 ▲应力条件：是指初应力水平si /fc是影响徐变的非常主要的因素。 当初应力si 0.8fc 时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳定的状态，徐变的发展将不收敛，最终导致混凝土的破坏。因此将0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。 3、混凝土在重复荷载作用下的变形性能－疲劳 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 （1）重复荷载作用下的应力-应变曲线 ▲疲劳破坏的特征：裂缝小而变形大 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 （2）混凝土疲劳强度试验 ▲标准试件：150×150×300或150×150×450mm 的棱柱体 ▲? 200万次 ▲荷载应力大小，即疲劳应力比值是影响疲劳强度大小的关键因素 ▲混凝土疲劳强度fcf fcf= gr fc 见建工教材P316附表2-4 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 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由于体积变化而产生的变形。） 4、混凝土的收缩 ▲物理方面：干燥失水。 ▲化学方面：混凝土的碳化（凝胶体中的Ca(OH)2? CaCO3）。 （2）引起收缩的原因 （1）收缩的概念 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 ▲当收缩受到约束（如支座、内部钢筋）时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。 ▲混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。 （3）收缩对结构的影响 图b) 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形 图a) 钢筋混凝土构件的收缩裂缝 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 ▲早期发展快，两周可完