222混凝土的变形混凝土的变形有两类受力变形一次短期加荷时的变形多次.ppt

*2.2.2混凝土的变形混凝土的变形有两类受力变形：一次短期加荷时的变形、多次重复荷载时的变形、长期荷载下的变形。体积变形：收缩、膨胀、温度变形。02468102030s(MPa)e×10-31混凝土在一次短期加荷时的变形BACEDA点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力-应变关系近似直线。A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土sA约为(0.3~0.4)fc，对高强混凝土sA可达(0.5~0.7)fc。A点以后，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开始有所延伸发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力-应变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝土的横向变形增加。但该阶段微裂缝的发展是稳定的。混凝土在结硬过程中，由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂缝，成为混凝土中的薄弱部位。混凝土的最终破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。达到B点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横向变形突然增大，体积应变开始由压缩转为增加。在此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导致破坏。取B点的应力作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强强度混凝土sB可达0.95fc以上。达到C点fc，内部微裂缝连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰值应变e0，约为0.002。纵向应变发展达到D点，内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降，混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破，裂缝连通形成斜向破坏面。E点的应变e=(2~3)e0，应力s=(0.4~0.6)fc。（2）混凝土的变形模量和剪切模量变形模量混凝土是非弹性材料,其受压应力-应变关系是一条曲线。在不同的应力阶段,应力与应变之比不是一个定值，通常称为变形模量。混凝土的变形模量有如下三种表示方法:c切线割线原点切线σcεcα0α1oαεσ①混凝土的弹性模量Ec为原点的切线斜率N/mm2。②混凝土的变形模量Ec(割线模量)ν为混凝土的弹性系数③混凝土的切线模量EC剪切模量Gc混凝土的剪切模量是指剪应力与剪应变的比值Gc=0.4Ec混凝土在荷载重复作用下的应力-应变关系2混凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形）混凝土在荷载重复作用下变形模量减小、强度降低。3混凝土的徐变混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响。由于混凝土的徐变，会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布，在预应力混凝土结构中会造成预应力的损失。混凝土的徐变特性主要与时间参数有关。◆徐变的影响因素内在因素是混凝土的组成和配比。骨料的刚度（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。受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少。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。适用条件加荷前混凝土强度高，徐变小；构件中应力小徐变小4混凝土的收缩和膨胀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。在水中硬化体积膨胀。收缩值远大于膨胀值。收缩将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土开裂。混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。收缩的影响因素：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。（1）水泥的品种：水泥强度等级越高，制成的混凝土收缩越大。（2）水泥的用量：水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。（3）骨料的性质：骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。（4）养护条件：干燥失水及高温环境，收缩大。（5）混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。（6）使用环境：使用环境温度、湿度越大，收缩越小。（7）构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。*