混凝土设计02.ppt

四、混凝土结构对钢筋性能的要求 1 屈服强度 2 极限强度 3 伸长率 4 冷弯性能 5 焊接性能 6 耐火性能 7 粘结性能 变形指标 强度指标 检验钢筋性能的四大指标 900 3d HRB400 1800 3d HRB335 1800 1d HPB235 冷弯角度? 冷弯直径D 级别 参数 D ? d 第二章 材料的力学性能 2.3钢筋与混凝土的粘结 无粘结梁受荷前 ss=0 无粘结梁受荷后 相对滑移 受力性能同素混凝土梁 2.3 钢筋与混凝土的粘结 一、粘结的概念 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，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%；以后发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。 一般情况下，最终收缩应变值约为(2~5)×10-4 混凝土开裂应变为(0.5~2.7)×10-4 （4）收缩与时间的关系 ?ch 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土 ▲水泥的强度等级高、用量多、水灰比大，收缩就大； ▲骨料弹性模量高、级配好，收缩就小； ▲养护时的湿度大、温度高，收缩就小； ▲使用时的湿度