混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理：第一章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能

1、第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋第一章 鋼筋和混凝土的材料性能D公稱直徑 A3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線圖 2-1 常用鋼筋形式刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲常 用 鋼 筋 的 形 式1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能 1.2.1鋼筋的品種和級別熱軋鋼筋的分類熱軋鋼筋的分類HPB235級、HRB335級、HRB400級、RRB400級屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 fyk HPB235級： fyk = 235 N/mm2HRB335級： fyk = 335 N/mm2HRB400級、RRB400級： fyk = 400 N/mm21.2 鋼筋的物理

2、力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為鋼筋出廠檢驗(yàn)的廢品限值，其保證率不小于95%；第一章 鋼筋和混凝土的材料性能HPB235級(級)鋼筋多為光面鋼筋，多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋。HRB335級(級)和 HRB400級及RRB400級(級)鋼筋強(qiáng)度較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用級鋼筋作箍筋以增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋。延伸率5=25、16、14%，直徑840。1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能HPB235HRB335HRB400RRB400Q23537020MnSi49020M

3、nSiV20MnSiNb20MSiTi570K20MnSi600鋼絲，中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為8001200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為 1470 1860MPa；延伸率10=6%， 100=3.54%；鋼絲的直徑39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.515.2 mm。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。熱處理鋼筋是將級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)

4、度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能s se e有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋abcdefua為比例極限oa為彈性階段de為強(qiáng)化階段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強(qiáng)度 fycd為屈服臺階e為極限抗拉強(qiáng)度 fu fyfef為頸縮階段1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.2.2 鋼筋的強(qiáng)度與變形幾個指標(biāo)：屈服強(qiáng)度：是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計依據(jù)，因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生很大的塑性變形，且卸載時這部分變形不可恢復(fù)，這會使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服

5、強(qiáng)度。延 伸 率（伸長率）：鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。0010or 5lll se殘余變形er彈性變形ee1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能dldloo105105lPPAAPslle 鋼筋拉伸試驗(yàn)PP5101.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比表示結(jié)構(gòu)的可靠性潛力，屈強(qiáng)比小則結(jié)構(gòu)的可靠性高，但太小鋼材利用率太低。但為了保證鋼筋的綜合強(qiáng)度性能，在檢驗(yàn)鋼筋的質(zhì)量時，仍要保證它的極限抗拉強(qiáng)度并滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別在抗震結(jié)構(gòu)中，

6、由于構(gòu)件要進(jìn)入大變形工作，考慮到鋼筋可能受拉進(jìn)入強(qiáng)化階段。屈強(qiáng)比：1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系一般可采用雙線型的理想彈塑性關(guān)系yyysfEeeseees fy ey1Es鋼筋的彈性模量(N/mm2)種 類EsHPB235 級鋼筋2.1105HRB335 級鋼筋、HRB400 級鋼筋、RRB400 級鋼筋、熱處理鋼筋2.0105消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲2.05105鋼絞線1.951051.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a0.2%s0.2 fua點(diǎn)：比例極限，約為0.65fua點(diǎn)前：應(yīng)力-

7、應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點(diǎn)后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計指標(biāo)條件屈服點(diǎn)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范取0.2 =0.85 fu1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度和適宜的強(qiáng)屈比(極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值)。例如，對抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的實(shí)際強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.25。1.2.3 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能 1）強(qiáng)度：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，焊接接頭性能良好。 要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力。2）塑性：3）可焊性：要求鋼筋與混凝土之間

8、有足夠的粘結(jié)力，以保證兩者共同工作。4）與混凝土的粘結(jié)力：第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 1.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能1.1.1混凝土的組成結(jié)構(gòu)通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：A.微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠體、晶 體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔 組成。B.亞微觀結(jié)構(gòu)：即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)。C.宏觀結(jié)構(gòu)：即砂漿和粗骨料兩組分體系。注意：1.骨料的分布及骨料與基相之間在界面的結(jié)合 強(qiáng)度是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素；2.在荷載的作用下，微裂縫的擴(kuò)展對混凝土的 力學(xué)性能有著極為重要的影響。 1.1 混凝土的物理力學(xué)性能1.1.2單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度混凝

9、土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度等級是用抗壓強(qiáng)度來劃分的（1）單向受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為203，濕度90%）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.150.3N/mm2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，用符號C表示1）立方體抗壓強(qiáng)度：規(guī)范根據(jù)強(qiáng)度范圍，從C15C80共劃分為14個強(qiáng)度等級，級差為5N/mm2。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能試塊壓板2 2）軸心抗壓強(qiáng)度）軸心抗壓強(qiáng)度按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mm150mm 300m

10、m的棱柱體試件，在溫度為20土3和相對濕度為90以上的條件下養(yǎng)護(hù)28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95保證率的抗壓強(qiáng)度 。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度。 考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)和受力情況，實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度與試件強(qiáng)度之間存在差異，規(guī)范基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：12,0.88ckcu kff 第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能式中：為棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值。2為高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按

11、直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異而取用的折減系數(shù)。 12,0.88ckcu kff fcu,k立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級fcu。2）軸心抗壓強(qiáng)度第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能4 . 1/ckcff ?試件尺寸 (尺寸效應(yīng)) 試驗(yàn)方法 加載速度越快,強(qiáng)度越高 影響因素直接受壓(標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法) 壓板與試件間的摩擦效應(yīng) (試塊與承壓板之間涂有油脂或填以塑料薄片)摩擦力3 3）軸心抗拉強(qiáng)度）軸心抗拉強(qiáng)度混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度可以采用直接軸心受拉的試驗(yàn)方法來測定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測試混

12、凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。劈裂試驗(yàn)FaF拉壓壓22aFft第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能鋼筋鋼筋?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：0.450.55,20.88 0.3951 1.645tkcu kff混凝土軸心抗拉強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能?1.1.3復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài)實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。雙向受壓強(qiáng)度大于單向受壓強(qiáng)度，最大受壓強(qiáng)度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3 0.6之間，雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)

13、變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能s s1, s s2 (壓壓) 混凝土強(qiáng)度增加 （第三象限） s s1, s s2 (拉壓) 混凝土強(qiáng)度降低 （第二、四象限） s s1, s s2 (拉拉) 混凝土強(qiáng)度基本不變（第一象限） 6 . 04 . 02 . 00 . 12 . 18 . 04 . 02 . 06 . 08 . 00 . 12 . 12s1s1s2sc2/ fsc1/ fsc227. 1fs1c22ssc127. 1maxfsc15 . 0fs01 . 0雙向正應(yīng)力作用第一章 鋼筋和混凝土的材料性

14、能在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強(qiáng)度。并且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。雙軸應(yīng)力狀態(tài)1.1 混凝土的物理力學(xué)性能實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。1.1.3復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力 和正應(yīng)力 共同作用下的復(fù)合受力情況。隨拉應(yīng)力增大而減小隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。0.10.100.10.21.00.80.40.60.30.40.2cf/ cf/s s剪壓純剪軸壓cf

15、cftftf軸拉第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的抗剪強(qiáng)度：在平面應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)兩方向應(yīng)力均為壓應(yīng)力時，抗壓強(qiáng)度相互提高，最大可增加27，(4.5 7.0)ccclfff式中 被約束混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度； 非約束混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度； 側(cè)向約束壓應(yīng)力。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。 ccf cf lf（3）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度而當(dāng)一方向?yàn)閴簯?yīng)力，另一方向?yàn)槔瓚?yīng)力時，強(qiáng)度相互降低。當(dāng)壓應(yīng)力不太高時，其存在可提高混凝土的抗剪強(qiáng)度，拉應(yīng)力的存在會降低混凝土的抗剪強(qiáng)度。剪應(yīng)力的存在降低混凝土的抗壓和抗拉強(qiáng)度。 第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土

16、的物理力學(xué)性能側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，關(guān)系為: 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范4.1.2規(guī)定：規(guī)定： 鋼筋混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于鋼筋混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于C15，當(dāng)采用，當(dāng)采用HRB335級鋼筋配筋時，混凝土強(qiáng)度等級不級鋼筋配筋時，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于宜低于C20；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB400、RRB級鋼筋級鋼筋以及重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不得以及重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不得低于低于C20 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于低于C30；當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼；當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不

17、宜低筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于于C40 1、單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系混凝土單軸受力時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)?；炷羻屋S受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測定。 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度fc時，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能1.1.4混凝土的變形采用等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試

18、件一同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的下降段。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能02468102030s(MPa)e 10-3BACEDA點(diǎn)以前，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對普通強(qiáng)度混凝土A約為 (0.30.4)fc ，對高強(qiáng)混凝土A可達(dá)(0.50.7)fc。A點(diǎn)以后，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的?；炷猎诮Y(jié)硬過程中，由于

19、水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。達(dá)到B點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土B約為0.8fc，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土 B可達(dá)0.95fc以上達(dá)到C點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變增長速度明顯加快，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變 0，約為0.002。縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。

20、隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破壞，裂縫連通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變 = (23) 0，應(yīng)力 = (0.40.6) fc。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線強(qiáng)度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能Hognestad建議的應(yīng)力-應(yīng)變曲線uuccffeeeeeeeseeeeees

21、0000200 15. 010 20u0.0038cf15. 0cf第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能0.002oe規(guī)范應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系上升段：)1 (1 0ncccfees0ee下降段：ccfsueee055010)50(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012cuucucufffnee00.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20se第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能 fcu,kcu,k 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；c c混凝土壓應(yīng)變?yōu)榛炷翂簯?yīng)

22、變?yōu)閏 c時的混凝土壓應(yīng)力；時的混凝土壓應(yīng)力；fc c 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；o o混凝土壓應(yīng)力剛達(dá)到混凝土壓應(yīng)力剛達(dá)到fc fc時的混凝土壓應(yīng)變，時的混凝土壓應(yīng)變， 當(dāng)計算的當(dāng)計算的0 0值小于值小于0.0020.002時，取為時，取為0.0020.002； n n 系數(shù)，當(dāng)計算的系數(shù)，當(dāng)計算的n n值大于值大于2.02.0時，取為時，取為2.02.0。cu 正截面的混凝土極限壓應(yīng)變，當(dāng)處于非均勻受正截面的混凝土極限壓應(yīng)變，當(dāng)處于非均勻受 壓時，按前式計算，如計算的壓時，按前式計算，如計算的cucu值大于值大于0.00330.0033， 取為取為0.00330.

23、0033；當(dāng)處于軸心受壓時取為；當(dāng)處于軸心受壓時取為o o；第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能原點(diǎn)切線Aco割線切線01c2、混凝土的變形模量彈性模量0tgEc變形模量1tgEc切線模量tgEc 第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能eepe第一章 鋼筋和混凝土的材料性能彈性模量測定方法se0.5fc510 次)N/mm(74.342 . 21025cucfE第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能l 混凝土的剪切模量混凝土的剪切模量 G：2(1)cccEGc混凝土的泊松比混凝土的泊松比l規(guī)范中抗壓彈性模量Ec的測定方法的測定方法由

24、統(tǒng)計分析得經(jīng)驗(yàn)公式為：由統(tǒng)計分析得經(jīng)驗(yàn)公式為： )(74.342 . 210,5MPafEkcuc用棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件，將應(yīng)力增加到A 然后卸載至零，在0 A 間加載510次，不斷消除塑性變形，直至應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸穩(wěn)定成為直線，該直線斜率即為混凝土彈性彈性模量第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時，將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂。混凝土收縮會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 第一章 鋼筋和混凝土的材料性

25、能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能1.1.5混凝土的收縮和徐變1、混凝土的收縮影響因素影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。（1）水泥品種：水泥強(qiáng)度等級越高，制成的混凝土收縮越大（2）水泥用量：水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。（3）骨料性質(zhì)：骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。（4）養(yǎng)護(hù)條件：干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。（5）混凝土制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越小。（6）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。（7）構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時，收縮小。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝

26、土的物理力學(xué)性能2 2、混凝土的徐變、混凝土的徐變 第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。徐變對混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混凝土的徐變，會使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會造成預(yù)應(yīng)力的損失。 混凝土的徐變特性主要與時間參數(shù)有關(guān)。在應(yīng)力（0.5fc）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時彈性應(yīng)變ce= i/Ec(t0)，t0加荷時的齡期）。隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前4個月徐變增長較快，6個月可達(dá)最終徐變的（7080）%，以后增長逐漸緩慢，23年后趨于穩(wěn)定。第一章

27、 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能ceecreelecreele記(t- -t0)時間后的總應(yīng)變?yōu)閑 e c(t, ,t0)，此時混凝土的收縮應(yīng)變?yōu)閑 esh(t，t0)，則徐變?yōu)椋琫 ecr (t, ,t0) = e ec(t, ,t0) - -e e c(t0) - -e esh(t, ,t0)= e ec(t, ,t0) - - e ece- - e esh(t, ,t0)第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能0515202510300.51.01.52.0壓應(yīng)變*10-3時間（月）ele加荷瞬時應(yīng)變cre徐變應(yīng)變最終徐變ctet時瞬時應(yīng)變ceece

28、ctcree徐變系數(shù)表示徐變的大小如在時間t 卸載，則會產(chǎn)生瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變ce。由于混凝土彈性模量隨時間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變ce小于加載時的瞬時彈性應(yīng)變 ce。再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)變ce可以恢復(fù)，稱為彈性后效或徐變恢復(fù)，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變cr第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能0515202510300.51.01.52.0壓應(yīng)變*10-3時間（月）cee加荷瞬時應(yīng)變cre徐變應(yīng)變cee卸荷后瞬時恢復(fù)應(yīng)變cre殘余應(yīng)變cee卸荷后彈性后效影響因素影響因素內(nèi)在因素是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就

29、越小。水灰比越小，徐變也越小。環(huán)境影響包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)(curing)的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能3、混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形）疲勞強(qiáng)度混凝土的疲勞強(qiáng)度由疲勞試驗(yàn)測定。采用100mm100mm300mm 或150mm150mm450mm的棱柱體，把棱柱體試件承受200萬次或其以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞的壓應(yīng)力值稱為混凝土的疲勞抗壓強(qiáng)度。影響因素

30、施加荷載時的應(yīng)力大小是影響應(yīng)力應(yīng)變曲線不同的發(fā)展和變化的關(guān)鍵因素，即混凝土的疲勞強(qiáng)度與重復(fù)作用時應(yīng)力變化的幅度有關(guān)。在相同的重復(fù)次數(shù)下，疲勞強(qiáng)度隨著疲勞應(yīng)力比值的增大而增大。第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土在荷載重復(fù)作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3.1粘結(jié)的意義粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)鋼筋與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力示意圖（a）錨固粘結(jié)應(yīng)力 （b）裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)第一章 鋼筋和混凝土的材料性能（）鋼筋表面凹凸不平與

31、混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作 用力（咬合力）。對于光圓鋼筋，這種咬合力來自 于表面的粗糙不平。1.3.2粘結(jié)力的形成（）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（膠結(jié)力）。 一般很小，僅在受力階段的局部無滑移區(qū)域起作用， 當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑移時，該力即消失。 （）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生的摩阻力。光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理，其粘結(jié)作用 主要由三部分組成：1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)變形鋼筋與混凝土之間的機(jī)械咬合作用主要是由于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而產(chǎn)生的。變形鋼筋和混凝土的機(jī)械咬合作用1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)

32、第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.3.3粘結(jié)強(qiáng)度1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)ldN1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)第一章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度；式中N鋼筋的拉力；鋼筋的直徑；l粘結(jié)的長度。1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)第一章 鋼筋和混凝土的材料性能1.3.4影響粘結(jié)的因素影響鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的因素很多，主要有混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度及鋼筋凈間距、橫向配筋及側(cè)向壓應(yīng)力，以及澆筑混凝土?xí)r鋼筋的位置等。.變形鋼筋能夠提高粘結(jié)強(qiáng)度。.光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度都隨混凝土強(qiáng)度等

33、級的提 高而提高，但不與立方體強(qiáng)度成正比。.鋼筋間的凈距對粘結(jié)強(qiáng)度也有重要影響。.橫向鋼筋可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展，提高粘結(jié)強(qiáng)度。E.在直接支撐的支座處，橫向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向變 形，可以提高粘結(jié)強(qiáng)度。.澆筑混凝土?xí)r鋼筋所處的位置也會影響粘結(jié)強(qiáng)度。1.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)1.3.5鋼筋的錨固與搭接(1)對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長度和錨固長度；(2)為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求；(3)在鋼筋的搭接接頭內(nèi)應(yīng)加密箍筋；(4)為了保證足夠的粘結(jié)在鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤；(5)對大深度混凝土構(gòu)件應(yīng)分層澆筑或二次澆搗；(6)一般除重銹鋼筋外，