01钢筋和混凝土的力学性能.ppt

◆影响因素 内在因素是混凝土的组成和配比。骨料(aggregate)的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小。 环境影响包括养护和使用条件。受荷前养护(curing)的温湿度越高，水泥水化作用月充分，徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少（20~35）%。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。 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 应力条件是指初应力(initial stress)水平si /fc和加荷时混凝土的龄期t0，它们影响徐变的非常主要的因素。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，也即（最终）徐变系数j =ecr /eel =Ececr /si =常数，这种徐变称为线性徐变。 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，也即徐变系数j 随si的增大而增大，这种徐变称为非线性徐变。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。 高强混凝土的密实性好，在相同的s /fc比值下，徐变比普通混凝土小得多。但由于高强混凝土承受较高的应力值，初始变形较大，故两者总变形接近。此外，高强混凝土线性徐变的范围可达0.65fc，长期强度约为0.85fc，也比普通混凝土大一些。 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1.2 混凝土 2、混凝土的非受力变形 1）混凝土的收缩 Shrinkage 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体积变化产生的变形。 当这种自发的变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，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。 某些对跨度比较敏感的超静定结构（如拱结构），收缩也会引起不利的内力。 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%，以后变形发展逐渐减慢，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 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1.2 混凝土 ◆ 影响因素 混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关。 水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。 骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。 干燥失水及高温环境，收缩大。 小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小。 高强混凝土收缩大。 影响收缩的因素多且复杂，要精确计算尚有一定的困难。 在实际工程中，要采取一定措施减小收缩应力的不利影响——施工缝。 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1.1.3 混凝土的选用原则 建筑工程钢筋混凝土构件： 普通钢筋混凝土不应低于C15； HRB335（II级）钢筋以上，混凝土不宜低于C20； HRB400（IV级）以上钢筋，混凝土不得低于C20 ； 预应力混凝土不应低于C30； 钢绞线、钢丝、热处理钢筋预应力混凝土不宜低于C40。 公路桥涵工程钢筋混凝土构件： 钢筋混凝土构件不低于C25； 预应力混凝土构件不低于C40； 严寒地区、海水环境混凝土不低于C30； 具有腐蚀的环境混凝土不低于C35。 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 s e 1.2.1钢筋的应力-应变关系 1、 有明显屈服点的钢筋 Steel bar with yield point a’为比例极限proportional limit s =Ese a’ a为弹性极限elastic limit a de为强化段strain hardening stage b b为屈服上限upper yield strength c为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strength c d cd为屈服台阶yield plateau e fu e为极限抗拉强度 fu ultimate tensile strength fy f 1.2 钢筋的力学性能 ef为下降段 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 几个指标： 屈服强度yield strength：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将很大的塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土