钢筋混凝土教学课件—第2章混凝土结构材料的物理力学性能.ppt

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钢筋混凝土教学课件—第2章混凝土结构材料的物理力学性能

第2章混凝土结构材料的物理力学性能 §2.1混凝土的物理力学性能 一.混凝土的组成结构 1.组成:混凝土=水泥+细骨料(砂)+粗骨料(碎石或鹅卵石)+水+外加剂 2.基本力学性质: (1)弹塑性、各向异性 (2)水泥+细骨料+水 凝胶体(塑性) (3)粗骨料(弹性) 二.单轴向应力状态下的混凝土强度 混凝土构件一般处于多轴向应力状态下,为分析问题方便,先讨论单轴向应力状态下的混凝土强度。由于混凝土的各向异性性质,其各项强度是不一样的,必须分别讨论。 1.混凝土的抗压强度 (1)混凝土的立方体抗压强度和强度等级 A. 立方体抗压强度的物理意义:混凝土强度的 基本指标和评定混凝土强度等级的标准 B.确定混凝土立方体抗压强度的标准方法 a.标准试件:150mm ? 150mm?150mm的立方体; b.标准制作条件:在温度(20±3)?C和相对湿 度90%以上的环境下,养护28天; c.标准试验方法:试件表面不涂润滑剂、均匀加载 和匀速加“静”载; d.单位:N/mm2。 C.强度等级 a.确定方法:采用混凝土的立方体抗压强度; b.数值确定:具有95%的保证率; c.工程符号: ( N/mm2 ),简写形式为C ? ?; d .“规范”的等级范围:C15~C80,共14级; e.应用范围:C15~C45为普通混凝土,适用于一般的 混凝土结构; C50~C80为高强混凝土,适用于预应力 混凝土构件。 D.试验方法对立方体抗压强度的影响 a.试件表面是否涂润滑剂:不涂时强度高;涂后强度底,其主要原因是由于“套箍”作用;且破坏形态不一样(见图2-1); b.加载速度:速度快强度高,速度满强度底 (2)混凝土的轴心抗压强度 A.确定混凝土轴心抗压强度的标准方法 a. 标准试件: 150mm ? 150mm?300mm的棱柱体; b. 其余同混凝土立方体抗压强度的标准方法; c. 工程符号: ( N/mm2 ), B.关于 的讨论 a.高宽比:随着高宽比的增加, 会降低,但高宽比为3时,会稳定; b.混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度的关系: 上式中各系数的物理意义见书上说明。 c.国外用圆柱体试件确定混凝土轴心抗压强度。 2.混凝土的轴心抗拉强度 (1)确定方法:轴心受拉试验和劈裂试验; (2)由图2-6可知,混凝土轴心抗拉强度约为 立方体抗压强度的1/17~1/8; (3)在荷载较小时,混凝土即开裂,所以混 凝土结构一般带裂缝工作,混凝土轴心 抗拉强度不起决定作用。 三.复合应力状态下混凝土的强度 1.关于双向应力状态下的强度变化规律 根据图2-7和图2-8可得到如下基本结论: (1)双向受压时,混凝土抗压强度大于单向; (2)双向受拉时,混凝土抗拉强度接近于单向; (3)一向受压和一向受拉时,其抗拉(抗压)强度 均低于相应的单向强度; (4)由于剪应力的存在,混凝土抗压强度低于单向; (5)由于压应力的存在,混凝土抗剪强度有限增加。 2.关于三向受压状态下的强度变化规律 结论:三向受压状态下的混凝土抗压强度大 于双向和单向。 3.关于实际工程运用 (1)目前“规范”尚无定量计算公式; (2)实际工程中均采用单向强度,但要考虑 复合应力情况,从构造上加以调整。 四.混凝土的变形 变形的分类:受力变形—荷载产生的; 体积变形—收缩、温差即湿差产生的。 1.一次短期加载下混凝土的变形性能 (1)混凝土受压时的应力-应变关系 实际试验曲线如图2-9和图2-10,其规律为: a.应力-应变关系为曲线,上升段中仅有一小段直线; b.应力峰值对应的应变约为0

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