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混凝土与钢筋的学性能
1、《混凝土结构设计讲义》
白绍良 重庆大学土木工程学院
2、《钢筋混凝土原理和分析》
过镇海 时旭东 清华大学出版社
3、《现代混凝土结构基本理论及应用》
贡金鑫 魏巍巍 赵尚传 中国建筑工业出版社
第1章 混凝土与钢筋的力学性能
1.1混凝土的力学性能
组成:水泥、水、细骨料、粗骨料、添加剂
加工过程:搅拌、注模、振捣、养护→硬化成的一种人工合成材料
基本受力特点:
eq \o\ac(○,1) 复杂的微观内应力、变形和裂缝状态;
eq \o\ac(○,2) 变形的多因素组成;
eq \o\ac(○,3) 应力状态和加载途径对力学性能有很大影响;
eq \o\ac(○,4) 加载时间和环境条件对力学性能有很大影响;
1. 2单向受力混凝土的力学性能
1. 2.1普通混凝土的抗压强度(<C50)
1、强度
立方体抗压强度:(中国、英国、德国、俄罗斯等)
棱柱体抗压强度:
圆柱体抗压强度:(美国、欧洲、日本、新西兰、澳大利亚等)
2、各强度之间的关系
= 1 \* GB3 ① 与的关系
(中国); (俄罗斯); (欧洲)
= 2 \* GB3 ② 与的关系:
表1-1 与的强度相对值表
试件
立方体试件
圆柱体试件(Ф150mm×300mm)
边长(mm)
强度等级
200
150
100
C20~C40
C50
C60
C70
C80
抗压强度相对值
0.95
1.0
1.05
0.80
0.83
0.86
0.875
0.89
= 3 \* GB3 ③ 混凝土的平均强度,标准强度和设计强度的关系
混凝土的强度分布
表1-2 立方体强度混凝土的变异系数
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60~C80
0.21
0.18
0.16
0.14
0.13
0.12
0.12
0.11
0.11
0.10
(1.1)(具有95%的保证率)
(1.2)
中国:
表1-2 各国标准中混凝土分项系数取值
国别
美国
中国
英国
欧洲
1.43
1.4
1.5
1.5
注:不同国家的表达形式有所不同,如美国
1. 2. 2普通混凝土一次加压下的关系
棱柱体试件一次加压下的关系 加载至E点后的外观
1、曲线的特点
= 1 \* GB3 ① 应力较小(,图中A点),应力与应变近似按比例增长,塑性变形和微裂缝稍有发展,混凝土的泊松比,体积应变()为压缩,残余变形很小。
= 2 \* GB3 ② 应力为时(B点),内部微裂缝发展较多,但裂缝为稳定发展阶段(荷载不增大裂缝发展停滞),变形增大,泊松比接近0.5,体积压缩变形达极植,但试件表面尚无肉眼可看见裂缝。
= 3 \* GB3 ③ B点之后,混凝土内部出现非稳定裂缝,应变和泊松比增长很快,体积压缩变形开始恢复,应力达峰值点C,相应的应变为峰值应变。
= 4 \* GB3 ④ 曲线进入下降段不久,应力,试件中部表面出现可见裂缝,裂缝细而短,平行于受力方向。
= 5 \* GB3 ⑤ 继续增大应变,试件内部骨料和砂浆界面裂缝,以及砂浆内的裂缝不断地延伸、扩展和连通,试件的承载力迅速下降,曲线达D点。
= 6 \* GB3 ⑥ 裂缝进一步发展,试件中部的混凝土逐步压碎(E点)。此时,试件的应变约为,残余强度约为(0.4~0.6),在更大的应变下,混凝土的残余强度仍未完全丧失。
2、 关于下降段的讨论
= 1 \* GB3 ① 实现下降段的试验方法(由力加载模式转换成位移加载模式)……。
3、常用的数学模型
Hognestad Rüsh Kent-Park Sargin, Saenz
= 1 \* GB3 ① Hognestad (美国) = 2 \* GB3 ② Rüsh(德国)
= 3 \* GB3 ③ 中国(02规范)
1. 2. 3高强混凝土的性能
主要通过降低水灰比来达到提高混凝土强度的目的。通过添加粉煤灰、硅粉保证混凝土的流动性。对粗骨料的强度有一定要求。
1、高强混凝土一次加压下的关系:
高强混凝土一次加压下的关系
2、高强混凝土具有以下特点:
= 1 \* GB3 ① 内部的微裂缝出现晚,但一旦出现沿竖向迅速发展、贯通;
= 2 \* GB3 ②(75~90%)应力范围基本保持线性,强度越高,线性段越大;
= 3 \* GB3 ③ 比普通混凝土大,可达0.0025甚至更大;
= 4 \* GB3
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