钢筋混凝土结构的基本概念及其的力学性能.pptx

第一章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能 ;本章的主要内容;;; 为什么常见的板、梁、柱中要设置钢筋？ 分析一些常见的板梁开裂现象 ;例：一跨度为4m，跨中作用集中荷载的试验梁，梁截面尺寸200×300mm，混凝土为C20。如图所示：;试验结果：;2、钢筋和混凝土共同工作的原因;（1） 就地取材，节约钢筋；; 缺点：;§1.2 混凝土; 一、混凝土的强度 ; （1）定义：按照标准方法制作养护（温度20±3℃、相对湿度不小于90%的潮湿空气中养护28d）的边长150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法（试件表面不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/sec）测得的具有95%保证率的抗压强度。 ;（2） 影响因素 ;（3） 对混凝土强度等级的要求 ;《混凝土结构设计规范》规定： 钢筋混凝土构件不应低于C15，当采用HRB335级钢筋配筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400、RRB级钢筋以及重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20 预应力混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40 ; 例如，美国、日本和欧洲混凝土协会、(CEB)采用直径6英寸(152mm)、高12英寸(305mm)的圆柱体标准试件的抗压强度作为轴心抗压强度的指标，记作 。对C60以下的混凝土，圆柱体抗压强度和立方体抗压强度标准值fcu,k之间的关系可按下式折算：;2. 棱柱体强度（轴心抗压强度) ; 3. 轴心抗拉强度( );试验方法 ;;？;4. 复合应力状态下混凝土强度;（2）正应力和剪应力作用 （混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低） 当σ/fc＜（0.5~0.7)时,抗剪强度随压应力的增大而增大 当σ/fc（0.5~0.7)时,抗剪强度随压应力的增大而减小 当压应力在 左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应力的增大而减小。 ;;工程应用——钢管砼、密配螺旋箍筋;二、混凝土的变形 1、混凝土变形性能的特点;（1） 混凝土的应力应变曲线 ;; 加载速度 应变速率小，峰值应力fc降低， ?c0 增大，下降段曲线坡度显著地减缓。 测试技术和试验条件 ;C)承压板和试件上下 表面???间涂以油脂润滑剂;; （初始弹性模量）——过原点作切线，该切线的斜率： ; ——连接混凝土应力应变曲线的原点O及曲线上某一点K，该割线的斜率，也称割线模量或弹塑性模量，即;;3、混凝土单轴向受压应力-应变曲线的数学模型 国内外采用广泛的描述混凝土单轴向受压应力-应变曲线模型 上升段为二次抛物线，下降段为斜直线。 上升段： 下降段： 式中，峰值应变 极限压应变;我国《规范》采用的混凝土单轴向受压应力-应变 曲线模型 该模型形式较简单，上升段采用二次抛物线，下降段采用水平直线。 上升段： 水平段： 式中，参数取值如下： ;4. 混凝土在荷载长期作用下的变形 ––– 徐变; ;塑性变形：混凝土中结合面裂缝的扩展延伸引起；只有当应力超过材料的弹性极限强度后才产生塑性变形，且具有不可恢复性。 ; 影响混凝土徐变的因素;（3） 周围湿度： 混凝土周围的湿度是影响徐变大小的主要因素之一，外界相对湿度越低，混凝土的徐变就越大。 ; 徐变的作用 ;5. 混凝土的非荷载变形 ––– 收缩;（2）收缩的原因; 构件未受荷之前产生裂缝 预应力构件中预应力损失（预应力筋和混凝土一同回缩引起预应力损失 超静定结构产生次内力;一、钢筋的品种 ;20MnSi2V;注：由于冷加工钢筋延性较差，目前较少使用，若在工程中采用时，应遵守专门规程的规定。;2、热轧钢筋按外型特征分类;;主要物理力学指标：;;两个强度指标： ;屈强比：表示结构的可靠性潜力，屈强比小则结构的可靠性高，但太小钢材利用率太低。但为了保证钢筋的综合强度性能，在检验钢筋的质量时，仍要保证它的极限抗拉强度并满足检验标准的要求，特别在抗震结构中，由于构件要进入大变形工作，考虑到钢筋可能受拉进入强化阶段。 ;两个塑性指标： ;2．无明显流幅钢筋的应力—应变关系曲线 ;3．钢筋应力—应变曲线数学模型 ;（2）影响因素： 初始应力、温度、钢筋品种 ;焊接接头 机械连接接头 绑扎接头 ; 普通钢筋的焊接接头 a)闪光