《混凝土结构设计原理》钢筋和混凝土材料的基本性能.pptxVIP

《混凝土结构设计原理》 建筑与结构教研室 李 伟 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 本章重点 掌握钢筋混凝土结构中混凝土的强度指标，重点掌握混凝土的立方体抗压强度指标； 掌握钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土的应力-应变曲线关系； 掌握混凝土在长期荷载作用下随时间增长而增长的变形—徐变； 掌握混凝土的变形模量，混凝土的收缩变形以及钢筋和混凝土之间粘结应力的组成； 了解并掌握土木工程用钢筋的品种、级别、性能、强度指标及其选用原则。 2.1 混凝土 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 混凝土是由水、水泥、细骨料、粗骨料、外加剂及矿物掺合料等材料按一定比例拌合、硬化而成的人造石材，简称为“砼”。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 特点: 以固相为主，包含固体、液体、气体的三相体； 水化过程长，性能要很长时间才稳定； 水泥石收缩可形成微裂缝； 受制作、养护、使用条件影响大。 2.1.1 混凝土的强度 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 混凝土立方体抗压强度 标准尺寸：150mm×150mm×150mm 养护条件：温度20℃±2℃，湿度≥95%，28d 加荷载时：不加润滑剂 强度保证率：95% 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 混凝土强度等级分级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80，共14个等级。 C—Concrete,单位：N/mm2或MPa。 选用原则： 素混凝土结构：不应低于C15。 钢筋混凝土结构：不应低于C20，当采用强度等级为400MPa及以上的钢筋时，不应低于C25。 预应力混凝土结构：不应低于C30。当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋时，不宜低于C40。 承受重复荷载的钢筋混凝土构件：不应低于C30。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 2. 混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度） 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 3. 混凝土抗拉强度 也是混凝土的基本力学性能，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。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈裂试验来测定混凝土的抗拉强度。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 4. 复合应力状态下的混凝土强度 混凝土的双向受力强度 双向受拉：强度接近单向受拉强度 双向受压：抗压强度和极 限压应变均有所提高 一拉一压：强度降低 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 法向应力和剪应力组合状态下混凝土强度 在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强度。压应力较低时，抗剪强度随压应力的增大而增大，当压应力超过0.5fc时，抗剪强度随压应力的增大而减小。抗剪强度随拉应力的增大而减小，即剪应力的存在会使抗拉强度降低。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 三向应力状态下混凝土强度 三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高。 2.1.2 混凝土的变形 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 混凝土的受力变形 （1）混凝土的应力-应变曲线 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增大。对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，从而可提高混凝土的抗压强度。 约束混凝土可以提高混凝土的强度，但更值得注意的是可以提高混凝土的变形能力，这一点对于抗震结构非常重要。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 （2）混凝土弹性模量 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 （3）混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变 定义：结构或构件承受的应力不变，而应变随时间而增长的现象叫做徐变。 特点：早期发展快，但可以延续数年。 影响因素：加载时的混凝土龄期；混凝土承受应力大小；混凝土的组成材料及配合比；混凝土的制作及使用条件下的温湿度。 徐变对结构的影响：使构件变形增大；在预应力构件中，使预应力发生损失；在超静定结构中，使内力发生重分布。 减小徐变的措施：加强养护、减小水泥用量及水灰比、增加混凝土的密实度等。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 2. 混凝土的非受力变形 （1）混凝土的收缩 定义：混凝土收缩包括凝缩和干缩两部分，凝缩是由于水泥结晶体比原材料的体积小；干缩是混凝土内自由水分蒸发引起的。 第二章 钢筋和混凝土材料的基本性能 特点：早期快，