材料的力學性能

1、第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院混凝土的物理力學性能混凝土的物理力學性能鋼筋的物理力學性能鋼筋的物理力學性能混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)理解混凝土單軸向受壓的應(yīng)力理解混凝土單軸向受壓的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及其應(yīng)用；應(yīng)變曲線及其應(yīng)用；了解混凝土和鋼筋的主要力學指標、性能和工程應(yīng)用；了解混凝土和鋼筋的主要力學指標、性能和工程應(yīng)用；理解鋼筋與混凝土粘結(jié)的重要性和機理，知道鋼筋錨固理解鋼筋與混凝土粘結(jié)的重要

2、性和機理，知道鋼筋錨固長度的要求。長度的要求。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院（1 1）混凝土立方體抗壓強度強度等級）混凝土立方體抗壓強度強度等級 混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強度抗壓強度(Compressive Strength) )。因因此抗壓強度是混凝土力學性能中最主要和最基本的指標。此抗壓強度是混凝土力學性能中最主要和最基本的指標?；炷恋膹姸鹊燃壥怯昧⒎襟w抗壓強度來劃分的混凝土的強度等級是用立方體抗壓強度來劃分的混凝土強度等級混凝土強度等級：邊長邊長150mm立方體標準試

3、件立方體標準試件，在標準條件下，在標準條件下203，90%濕度濕度養(yǎng)護養(yǎng)護28天，用標準試驗方法（加載速度天，用標準試驗方法（加載速度0.150.3N/mm2/sec，兩端，兩端不涂潤滑劑）測得的不涂潤滑劑）測得的具有具有95%保證率保證率的立方體抗壓強度的立方體抗壓強度(Cube Strength)，用符號用符號C表示。表示。 C30：fcu,k=30N/mm2 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能 2. 12.1.1 2.1.1 單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土的強度單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土的強度1、混凝土的抗壓強度、混凝土的抗壓強度第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)

4、構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院規(guī)范規(guī)范根據(jù)強度范圍，根據(jù)強度范圍，從從C15C80共劃分為共劃分為14個強度等級個強度等級，級差為級差為5N/mm2。 C50及以上為及以上為高強混凝土高強混凝土，有關(guān)指標和計算公式在有關(guān)指標和計算公式在C50與原與原規(guī)范規(guī)范GBJ10-89銜接。銜接。立方體抗壓強度是區(qū)分混凝土強度等級的指標，我國規(guī)立方體抗壓強度是區(qū)分混凝土強度等級的指標，我國規(guī)范混凝土的強度等級有：范混凝土的強度等級有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土表示混凝土Conc

5、rete立方體抗壓立方體抗壓強度強度第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 立方體抗壓試驗不能代表混凝土在實際構(gòu)件中的受力狀立方體抗壓試驗不能代表混凝土在實際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來在同一標準條件下比較混凝土強度水平和品質(zhì)態(tài)，只是用來在同一標準條件下比較混凝土強度水平和品質(zhì)的標準的標準（制作、測試方便制作、測試方便）。）。100mm立方體強度與標準立方體強度之間的換算關(guān)系立方體強度與標準立方體強度之間的換算關(guān)系100150cucuff小于小于C50的混凝土，修正系數(shù)的混凝土，修正系數(shù) =0.95。隨混凝土強度的提高，

6、。隨混凝土強度的提高，修正系數(shù)修正系數(shù) 值有所降低。當值有所降低。當fcu100=100N/mm2時，換算系數(shù)時，換算系數(shù) 約約為為0.9第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院立方體抗壓強度立方體抗壓強度f fcucu承壓板承壓板試塊試塊摩擦力摩擦力不涂潤滑劑不涂潤滑劑涂潤滑劑涂潤滑劑強度大于強度大于我國規(guī)范的方法：我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑不涂潤滑劑壓力壓力試件試件裂縫裂縫發(fā)展發(fā)展擴張擴張整個體整個體系解體，喪失承載力系解體，喪失承載力另影響強度的因素另影響強度的因素還有：齡期、加載速還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等

7、率、試塊尺寸等第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 （2 2）軸心抗壓強度）軸心抗壓強度 軸心抗壓強度采用棱柱體試件軸心抗壓強度采用棱柱體試件(Prism sample)測定，用符號測定，用符號fc表示，它比較接近實際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試表示，它比較接近實際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為件高寬比一般為h/b=23，我國通常取的，我國通常取的100100300棱柱體棱柱體試件。試件。圖圖2-2 混凝土棱柱體抗壓試驗和破壞情況混凝土棱柱體抗壓試驗和破壞情況第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性

8、能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 對于同一混凝土，對于同一混凝土，棱柱體抗棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度壓強度小于立方體抗壓強度。棱柱體抗壓強度和立方體抗壓棱柱體抗壓強度和立方體抗壓強度的換算關(guān)系為：強度的換算關(guān)系為：kcuccckff.2188. 0圖圖2-3 混凝土軸心抗壓強度混凝土軸心抗壓強度與立方體抗壓強度的關(guān)系與立方體抗壓強度的關(guān)系為棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度之比，對混凝土強度為棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度之比，對混凝土強度等級為等級為C50及以下的取及以下的取0.76，對，對C80取取0.82，兩者之間按直線規(guī)，兩者之間按直線規(guī)律

9、變化取值。律變化取值。1c為高強度混凝土的脆性折減系數(shù)，對為高強度混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40及以下取及以下取1.00，對對C80取取0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。中間按直線規(guī)律變化取值。2c第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院（3 3）軸心抗拉強度）軸心抗拉強度也是其基本力學性能，用符號也是其基本力學性能，用符號 ft 表示?；炷翗?gòu)件開裂、裂縫、表示?；炷翗?gòu)件開裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關(guān)。變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關(guān)。 500 150 150

10、10016軸心受拉試驗0102030405060708090100123456 ft fcu軸心受拉強度與立方體強度間的關(guān)系 245. 055. 0.645. 11395. 088. 0 kcutkff第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院劈拉試驗劈拉試驗FdF拉壓壓由于軸心受拉試驗對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉由于軸心受拉試驗對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗測定混凝土的抗拉強度試驗測定混凝土的抗拉強度(Splitting Strength )dlFfst2,F破壞荷載；破壞荷載；d圓柱體直徑或立方體

11、邊長；圓柱體直徑或立方體邊長；l圓柱體長度或立方體邊長。圓柱體長度或立方體邊長。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院混凝土強度標準值（N/mm2）混混 凝凝 土土 強強 度度 等等 級級強強度度種種類類符符號號C15C20C25C30C35軸軸心心抗抗壓壓強強度度fck10.013.416.720.123.4軸軸心心抗抗拉拉強強度度ftk1.271.541.782.012.20混混 凝凝 土土 強強 度度 等等 級級C40C45C50C55C60C65C70C75C8026.829.632.435.538.541.5

12、44.547.450.22.402.512.652.742.852.933.003.053.10第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于于雙向或三向雙向或三向受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。2.1.2 2.1.2 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強度復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強度雙向應(yīng)力狀態(tài)雙向應(yīng)

13、力狀態(tài) Biaxial Stress State第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院雙向受壓強度大于單向受壓雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為兩個壓應(yīng)力之比為0.3 0.6之之間，約為間，約為(1.251.60 )fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力力-應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。軸受壓時的峰值應(yīng)變。雙向應(yīng)力狀態(tài)雙向應(yīng)力狀態(tài)第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性

14、能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) 在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下(第二、四象限第二、四象限)，任意應(yīng)力，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。或壓應(yīng)力的增加而減小。在雙軸受拉狀態(tài)下（第一象在雙軸受拉狀態(tài)下（第一象限），則不論應(yīng)力比多大，限），則不論應(yīng)力比多大，抗拉強度均與單軸抗拉強度抗拉強度均與單軸抗拉強度接近。接近。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物

15、理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t t 和正應(yīng)力和正應(yīng)力s s 共同作用下共同作用下的復(fù)合受力情況。的復(fù)合受力情況?；炷恋目辜魪姸然炷恋目辜魪姸龋弘S隨拉拉應(yīng)力增大而應(yīng)力增大而減小減小 隨隨壓壓應(yīng)力增大而應(yīng)力增大而增大增大當壓應(yīng)力在當壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強度達到左右時，抗剪強度達到最大最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。力的增大而減小。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土

16、結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 混凝土在三向應(yīng)力狀態(tài)下，由于受側(cè)向壓力的約束作用，混凝土在三向應(yīng)力狀態(tài)下，由于受側(cè)向壓力的約束作用，最大主壓應(yīng)力軸的抗壓強度最大主壓應(yīng)力軸的抗壓強度 隨側(cè)向應(yīng)力的增大而提高，隨側(cè)向應(yīng)力的增大而提高，ccf Lcccfff0 . 75 . 4ccf cf Lf有側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強度有側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強度無側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強度無側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強度側(cè)向約束壓應(yīng)力側(cè)向約束壓應(yīng)力三向受壓狀態(tài)三向受壓狀態(tài)第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院2.1

17、.3 2.1.3 混凝土的變形混凝土的變形1一次短期加載下混凝土的變形性能一次短期加載下混凝土的變形性能變形是混凝土的一個重要力學性能。變形是混凝土的一個重要力學性能。受力變形：受力變形：混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和 多次重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生的變形。多次重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生的變形。體積變形：體積變形：混凝土由干硬化過程中的收縮以及溫度混凝土由干硬化過程中的收縮以及溫度 和濕度變化產(chǎn)生的變形。和濕度變化產(chǎn)生的變形。（1）混凝土受壓時的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系）混凝土受壓時的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系 曲線包括上升段和下降段兩個部分。上升段（曲線包括上升段和下降段兩個部分。上升段

18、（OC）又）又可分為三段可分為三段.第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院02468102030s(MPa)e 10-3A比例極限B臨界點C-峰點E收斂點D拐點混凝土棱柱體受壓應(yīng)力混凝土棱柱體受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線（1）混凝土受壓時的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系）混凝土受壓時的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院e1) 1) 第第1 1階段（階段（OA段）：段）：這時應(yīng)力較小，應(yīng)力這時應(yīng)力較小，應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱系接近直

19、線，稱A A點為比例極限點點為比例極限點。2)2)第第2 2階段階段（AB段）段）：超過超過A A點，進入裂縫穩(wěn)定擴展的，點，進入裂縫穩(wěn)定擴展的，至至臨界點臨界點B B，臨界點的應(yīng)力可以作為長期抗壓強度的，臨界點的應(yīng)力可以作為長期抗壓強度的依據(jù)。依據(jù)。3)3)第第3 3階段階段（BC段）：段）：試件中所積蓄的彈性應(yīng)變能保試件中所積蓄的彈性應(yīng)變能保持大于裂縫發(fā)展所需要的能量，從而形成裂縫快速發(fā)持大于裂縫發(fā)展所需要的能量，從而形成裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰點峰點C C，這時的峰值應(yīng)力這時的峰值應(yīng)力 通通常作為混凝土棱柱體的常作為混凝土棱柱體的抗壓強度抗壓強度 f c c，相應(yīng)

20、的應(yīng)變稱，相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變?yōu)榉逯祽?yīng)變 ，其值在，其值在0.00150.00150.00250.0025之間波動，之間波動，通常取為通常取為0.0020.002。0emaxs第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院下降段下降段CECE是混凝土到達峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴展、貫通。從是混凝土到達峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴展、貫通。從而使應(yīng)力而使應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化。此段曲線中曲率最大的一點應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化。此段曲線中曲率最大的一點E E稱為稱為“收斂點收斂點”。收斂段收斂段EFEF已失去結(jié)構(gòu)意義。已失去結(jié)構(gòu)意義?；炷晾庵?/p>

21、體受壓應(yīng)力混凝土棱柱體受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)變關(guān)系曲線第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院不同強度混凝土的應(yīng)力不同強度混凝土的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)變關(guān)系曲線強度等級越高，線彈性段強度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強混凝土中，砂大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降破壞時脆性越顯著，下降段越陡。段越陡。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理

22、力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院Hognestad建議的應(yīng)力建議的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線uuccffeeeeeeeseeeeees0000200 15. 010 200.0020.0038 fc0.15 fcsee0eu（2）混凝土單軸向受壓應(yīng)力）混凝土單軸向受壓應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系曲線應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系曲線德國德國Rusch建議的模型建議的模型上升段：上升段：)1 (1 0ncccfees0ee水平段水平段：ccfsueee0第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院規(guī)范規(guī)范應(yīng)力

23、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系上升段：上升段：)1 (1 0ncccfees0ee下降段下降段：ccfsueee066010)50(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012cuucucufffnee規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)fcuC50C60C70C80n21.831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20se第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工

24、工 學學 院院(3) 三軸受壓狀態(tài)下的混凝土的變形特點 三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。一般采用圓柱柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件下的試驗測定抗壓強度。體在等側(cè)壓條件下的試驗測定抗壓強度。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 螺旋箍筋約束對強度和變形能力均有很大提高螺旋箍筋約束對強度和變形能力均有很大提高 矩形箍筋約束對強度的提高不是很顯著，但對變形能力有矩形箍筋約束對強

25、度的提高不是很顯著，但對變形能力有顯著改善顯著改善箍筋約束混凝土受壓的應(yīng)力箍筋約束混凝土受壓的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院（5 5）混凝土的變形模量）混凝土的變形模量seEc= tan 原點切線模量原點切線模量（彈性模量）（彈性模量）0sesddEcseEc= tan 割線模量割線模量（變形模量）（變形模量）escEseEc= tan 切線模量切線模量esddEc 彈性系數(shù)彈性系數(shù)n n (coefficient of elasticity) 隨應(yīng)力增大而減小隨應(yīng)力增大而減小n n

26、=10.5eeelcEcEneel第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院(2-13) 只有當混凝土應(yīng)力很低時，它的彈性模量與變形模只有當混凝土應(yīng)力很低時，它的彈性模量與變形模量值才近似相等。量值才近似相等?；炷恋膹椥阅Ａ康脑囼灧椒ǎɑ炷恋膹椥阅Ａ康脑囼灧椒ǎ?50150 300標準試件）標準試件）s sc/fce ec0.5510次次此線和原點切線基此線和原點切線基本平行，取其斜率本平行，取其斜率作為作為Ec)/(74.342 . 21025mmNfEcuc彈性模量計算式彈性模量計算式: :)N/mm(74.342

27、 . 21022kfEcuc彈性模量測定方法第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院2、荷載長期作用下混凝土的變形性能、荷載長期作用下混凝土的變形性能 混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而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)象稱為不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變徐變?；炷恋男熳儯☉?yīng)力與時間的關(guān)系曲線）混凝土的徐變（應(yīng)力與時間的關(guān)系曲線）第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院在應(yīng)力（在應(yīng)力（0.5fc）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時）作用瞬間，

28、首先產(chǎn)生瞬時彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變e eel（= s si/Ec(t0)，t0加荷時的齡期）。加荷時的齡期）。隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前4個月徐變增長較個月徐變增長較快，快，6個月可達最終徐變的（個月可達最終徐變的（7080）%，以后增長逐漸緩慢，以后增長逐漸緩慢，23年后趨于穩(wěn)定。年后趨于穩(wěn)定。t0eeleeleshecreeleelecret第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院如在時間如在時間t 卸載，則會產(chǎn)生卸載，則會產(chǎn)生瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變e eel。由

29、于混凝土彈由于混凝土彈性模量隨時間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變性模量隨時間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變e eel小于小于加載時的瞬時彈性加載時的瞬時彈性應(yīng)變應(yīng)變 e eel。再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)變再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)變e eel可以恢復(fù)，稱可以恢復(fù)，稱為為彈性后效或徐變恢復(fù)彈性后效或徐變恢復(fù)，但仍有不可恢復(fù)的，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變殘留永久應(yīng)變e ecrt0eeleeleshecreeleelecret第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院影響因素影響因素混凝土齡期混凝土齡期齡期越早，徐變越大；齡期越早，徐變

30、越大；組成成分組成成分是混凝土的組成和配比。是混凝土的組成和配比。水泥用量越多，徐變越大，水泥用量越多，徐變越大，水灰比越大，徐變也越大。水灰比越大，徐變也越大。骨料彈性骨料彈性骨料骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，徐變就越的剛度（彈性模量）越大，徐變就越小。小。環(huán)境影響環(huán)境影響包括養(yǎng)護和使用條件。受荷前養(yǎng)護包括養(yǎng)護和使用條件。受荷前養(yǎng)護(curing)的溫濕度越的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護可使徐高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護可使徐變減少（變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相

31、對濕度越小，徐變就越大。度越小，徐變就越大。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院壓應(yīng)力與徐變的關(guān)系壓應(yīng)力與徐變的關(guān)系應(yīng)力條件應(yīng)力條件是指初應(yīng)力水平是指初應(yīng)力水平s si /fc和加荷時混凝土的齡期和加荷時混凝土的齡期t0第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院u當初始應(yīng)力水平當初始應(yīng)力水平s si /fc 0.5時，徐變值與初應(yīng)力基本上成正比，時，徐變值與初應(yīng)力基本上成正比，這種徐變稱為這種徐變稱為線性徐變線性徐變。u當初應(yīng)力當初應(yīng)力s si

32、在在(0.50.8) fc 范圍時，徐變變形與應(yīng)力不成正比，范圍時，徐變變形與應(yīng)力不成正比，徐變變形比應(yīng)力增塊，這種徐變稱為徐變變形比應(yīng)力增塊，這種徐變稱為非線性徐變。非線性徐變。u當加載應(yīng)力當加載應(yīng)力過高過高 時，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展時，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展處于不穩(wěn)定的處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，徐變的發(fā)展將不收斂，呈狀態(tài)，徐變的發(fā)展將不收斂，呈非穩(wěn)定徐變非穩(wěn)定徐變的現(xiàn)象，最終導(dǎo)的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將（致混凝土的破壞。因此將（0.750.8）fc作為混凝土的作為混凝土的長期極長期極限強度限強度。壓應(yīng)力與徐變的關(guān)系：壓應(yīng)力與徐變的關(guān)系：第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)

33、材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院原因之一，膠凝體的粘性流動原因之一，膠凝體的粘性流動原因之二，混凝土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展原因之二，混凝土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展內(nèi)部因素內(nèi)部因素 徐變徐變會使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大，引起預(yù)應(yīng)會使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大，引起預(yù)應(yīng)力損失，在長期高應(yīng)力作用下，甚至會導(dǎo)致破壞。力損失，在長期高應(yīng)力作用下，甚至會導(dǎo)致破壞。 不過，不過，徐變徐變有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土內(nèi)低結(jié)構(gòu)的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)

34、力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。的溫度應(yīng)力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。徐變的影響徐變的影響第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院3 3、混凝土的收縮與膨脹、混凝土的收縮與膨脹（1）混凝土的收縮）混凝土的收縮 混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝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。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。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 當這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的當這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）

35、的約束時，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。將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 某些某些對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱結(jié)構(gòu)），收縮如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會引起不利的內(nèi)力。也會引起不利的內(nèi)力。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，早期收縮變形發(fā)早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的展較快，兩周可完成全部

36、收縮的25%，一個月可完成，一個月可完成50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)兩年以上。以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)兩年以上。一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為(25)10-4 混凝土開裂應(yīng)變?yōu)榛炷灵_裂應(yīng)變?yōu)?0.52.7)10-414d 28dtesh(25)10-425%50%第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院影響因素影響因素 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

37、澆筑質(zhì)量狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護條件等許多因素有關(guān)。及養(yǎng)護條件等許多因素有關(guān)。 水泥用量多、水灰比越大，收縮越大水泥用量多、水灰比越大，收縮越大 骨料彈性模量高、級配好，收縮就小骨料彈性模量高、級配好，收縮就小 干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大 小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小 高強混凝土收縮大高強混凝土收縮大 影響收縮的因素多且復(fù)雜，要精確計算尚有一定的困難。影響收縮的因素多且復(fù)雜，要精確計算尚有一定的困難。 在實際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影在實際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利

38、影響響施工縫施工縫第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院疲勞破壞疲勞破壞：混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞 疲勞破壞的特征疲勞破壞的特征：裂縫小而變形大裂縫小而變形大 混凝土的疲勞強度用疲勞試驗測定。混凝土的疲勞強度用疲勞試驗測定。疲勞試驗采用疲勞試驗采用100mm*100mm*300mm或或150mm*150mm*450mm的棱柱體，的棱柱體，把能使棱柱體試件承受把能使棱柱體試件承受200萬次活其以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞萬次活其以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞的壓力值稱為的壓力值稱為混凝土的疲勞抗

39、壓強度混凝土的疲勞抗壓強度2.1.4 2.1.4 混凝土的疲勞混凝土的疲勞第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院鋼筋的物理力學性能鋼筋的物理力學性能 2. 22.2.1 鋼筋的種類鋼筋的種類1. 柔性鋼筋柔性鋼筋線性的普通鋼筋，外形有線性的普通鋼筋，外形有光圓光圓與與帶肋帶肋兩類。兩類。圖圖2-20 鋼筋的外形鋼筋的外形（a)光光圓圓鋼筋；鋼筋；(b)螺旋紋鋼筋；螺旋紋鋼筋；(c)人字紋鋼筋；人字紋鋼筋；(d)月牙紋鋼筋月牙紋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用的鋼筋有混凝土結(jié)構(gòu)中采用的鋼筋有柔性鋼筋柔性鋼筋和和勁性鋼筋勁性鋼筋兩種。

40、兩種。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院1. 勁性鋼筋勁性鋼筋 勁性鋼筋是指配置在混凝土中的各種勁性鋼筋是指配置在混凝土中的各種型鋼、鋼軌或者用鋼板焊成型鋼、鋼軌或者用鋼板焊成的鋼骨架的鋼骨架。勁性鋼筋本身剛度很大，施工時模板及混凝土的重力可以。勁性鋼筋本身剛度很大，施工時模板及混凝土的重力可以由勁性鋼筋本身來承擔，因此能加速并簡化支模工作。配置了勁性鋼由勁性鋼筋本身來承擔，因此能加速并簡化支模工作。配置了勁性鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)具有較大的承載能力和變形能力，常用于高層建筑的筋的混凝土結(jié)構(gòu)具有較大的承載能力和變形能力，

41、常用于高層建筑的框架梁、柱以及剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)中?？蚣芰?、柱以及剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)中。直徑小于直徑小于5mm的鋼筋稱為鋼絲的鋼筋稱為鋼絲第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院2.2.2 國產(chǎn)普通鋼筋國產(chǎn)普通鋼筋1.強度等級和牌號強度等級和牌號 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)范規(guī)定，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)普規(guī)定，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)普通鋼筋為通鋼筋為熱軋鋼筋熱軋鋼筋。 熱軋鋼筋是低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成的軟熱軋鋼筋是低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成的軟鋼，其應(yīng)力鋼，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線有明顯的

42、屈服點和流幅，斷裂時有頸縮現(xiàn)象，應(yīng)變曲線有明顯的屈服點和流幅，斷裂時有頸縮現(xiàn)象，伸長率比較大。伸長率比較大。 國產(chǎn)普通鋼筋按其屈服強度標準值的高低，分為國產(chǎn)普通鋼筋按其屈服強度標準值的高低，分為4個強個強度等級：度等級：300MPa、335MPa、400MPa和和500MPa。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院熱軋鋼筋熱軋鋼筋 （Hot Rolled Steel Reinforcing Bar）牌號： HPB300HPB300、HRB335HRB335、 HRB400HRB400、 HRB500HRB500 RRB

43、400RRB400、HRBF335HRBF335、HRBF400HRBF400、HRBF500HRBF500HPBHot rolledPlainBarHRBHot rolledRibbedBarRRBRemain heatRibbedBar屈服強度屈服強度 f fykyk（標準值標準值= =鋼材廢品限值，保證率鋼材廢品限值，保證率97.73%97.73%）HPB300HPB300級級： f fykyk = = 300 N/mm300 N/mm2 2HRB335HRB335、 HRBF335HRBF335級級： f fykyk = = 335 N/mm335 N/mm2 2HRB400HRB40

44、0、RRB400RRB400級級： f fykyk = = 400 N/mm400 N/mm2 2HRB500HRB500、HRBF500HRBF500級級： fykyk = = 500 N/mm2500 N/mm2第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院1 1、增加強度為、增加強度為500MPa500MPa級的熱軋鋼筋；級的熱軋鋼筋；2 2、推廣、推廣400MPa 400MPa 、 500MPa500MPa級高強熱軋帯肋鋼筋作為縱向受級高強熱軋帯肋鋼筋作為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋；力的主導(dǎo)鋼筋；3 3、限制并逐步淘汰、限制并

45、逐步淘汰335MPa335MPa級熱軋帯肋鋼筋的應(yīng)用；級熱軋帯肋鋼筋的應(yīng)用；4 4、用、用300MPa300MPa級光圓鋼筋取代級光圓鋼筋取代235MPa235MPa級光圓鋼筋；級光圓鋼筋；5 5、列入采用控溫軋制工藝生產(chǎn)的、列入采用控溫軋制工藝生產(chǎn)的HRBFHRBF系列細晶粒帯肋鋼筋系列細晶粒帯肋鋼筋?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010GB50010-2010提出了推廣高強度、高性能鋼筋的要求提出了推廣高強度、高性能鋼筋的要求: :第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 梁、柱的梁、柱的縱向

46、受力鋼筋縱向受力鋼筋將主要采用將主要采用HRB400和和HRB500這這兩種鋼筋，特別是兩種鋼筋，特別是HRB400。 箍筋箍筋宜采用宜采用HRB400、HRBF400、HRB335和和HPB300，主要采用主要采用HRB400和和HPB300 。 光圓鋼筋光圓鋼筋HPB300雖然也可用作縱向受力鋼筋，因其強度雖然也可用作縱向受力鋼筋，因其強度較低，故主要用作箍筋。較低，故主要用作箍筋。 當當HRB500和和HRBF500用作箍筋時，只能用于約束混凝用作箍筋時，只能用于約束混凝土的間接鋼筋，即螺旋箍筋或焊接環(huán)筋，見土的間接鋼筋，即螺旋箍筋或焊接環(huán)筋，見5.2.2節(jié)。節(jié)。 細晶粒系列細晶粒系列H

47、RBF鋼筋、鋼筋、HRB500和熱處理鋼筋和熱處理鋼筋RRB400都不能用作承受疲勞作用的鋼筋，這時宜采用都不能用作承受疲勞作用的鋼筋，這時宜采用HRB400鋼筋。鋼筋。 工地上常把上述工地上常把上述4個強度等級個強度等級的鋼筋俗稱為的鋼筋俗稱為級、級、級、級、級和級和級鋼筋，但在施工圖和正式文件中，都不應(yīng)采用此俗級鋼筋，但在施工圖和正式文件中，都不應(yīng)采用此俗稱。稱。2 工程應(yīng)用工程應(yīng)用第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院有明顯屈服點的鋼筋有明顯屈服點的鋼筋a為比例極限為比例極限 s s =Ese ede為強化段為強

48、化段b為屈服上限為屈服上限c為屈服下限，即為屈服下限，即屈服強度屈服強度 fycd為屈服臺階為屈服臺階e為極限抗拉強度為極限抗拉強度 fu s se eabcdefufyf2.2.3 鋼筋的強度與變形鋼筋的強度與變形第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院無明顯屈服點的鋼筋無明顯屈服點的鋼筋a0.2%s0.2 fua點：比例極限，約為點：比例極限，約為0.65fua點前：應(yīng)力點前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點后：應(yīng)力點后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈有一定塑性變形

49、，且沒有明顯的屈服點服點強度設(shè)計指標強度設(shè)計指標條件屈服點條件屈服點殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范規(guī)范取取s s0.2 =0.85 fu第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 鋼筋的強度標準值鋼筋的強度標準值 按冶金鋼材質(zhì)量控制標準，鋼筋的強度標準值是取其出廠時按冶金鋼材質(zhì)量控制標準，鋼筋的強度標準值是取其出廠時的廢品限值，其數(shù)值相當于的廢品限值，其數(shù)值相當于fy,m- -3s s，具有，具有97.73%的保證率，滿足的保證率，滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準材料強度標準值保證率材

50、料強度標準值保證率95%的要求。的要求。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院幾個指標：幾個指標：屈服強度屈服強度：是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)，因為鋼筋屈服后將很大的塑因為鋼筋屈服后將很大的塑性變形，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)，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，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。一般取屈服下限作為屈服強度。伸長伸長 率率：鋼

51、筋拉斷后的伸長值與原長的比值，是反映鋼筋塑性鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比值，是反映鋼筋塑性性能的指標。伸長率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好性能的指標。伸長率大的鋼筋，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ee冷彎性能冷彎性能：將直徑為的鋼筋繞直將直徑為的鋼筋繞直徑為的彎芯彎曲到規(guī)定的角度后徑為的彎芯彎曲到規(guī)定的角度后無裂紋及起層現(xiàn)象。彎轉(zhuǎn)角越大，無裂紋及起層現(xiàn)象。彎轉(zhuǎn)角越大，說明鋼筋的塑性越好。說明鋼筋的塑性越好。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院1 描述完全彈塑性的雙

52、直線模型描述完全彈塑性的雙直線模型yyysfEeeseees 2.2.4 鋼筋的本構(gòu)關(guān)系鋼筋的本構(gòu)關(guān)系雙直線模型適用于流幅較長的低強度鋼材。雙直線模型適用于流幅較長的低強度鋼材。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院2 描述完全彈塑性加硬化的三折線模型描述完全彈塑性加硬化的三折線模型 三折線模型適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈三折線模型適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈服后立即發(fā)生應(yīng)變硬化服后立即發(fā)生應(yīng)變硬化(應(yīng)力強化應(yīng)力強化)，并能正確地估計高出屈服，并能正確地估計高出屈服應(yīng)變后的應(yīng)力。應(yīng)變后的應(yīng)力。, y

53、syssssyfEEeesee,yss hsyfeees,()tans hss usyss hfeeeseetan0.01ssEE,yss hsyfeees第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院3 描述彈塑性的雙斜線模型描述彈塑性的雙斜線模型 雙斜線模型可以描述沒有明顯流雙斜線模型可以描述沒有明顯流幅的高強鋼筋或鋼絲的應(yīng)力幅的高強鋼筋或鋼絲的應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線。線。, ysyssssyfEEeesee,()tanyss usysyfeeesee,tans uyss uyffEee第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性

54、能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院 鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動荷載作用下，是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，突然脆性斷裂的現(xiàn)象。經(jīng)過一定次數(shù)后，突然脆性斷裂的現(xiàn)象。重復(fù)荷載作用下，鋼筋的強度重復(fù)荷載作用下，鋼筋的強度靜載作用下的強度靜載作用下的強度單根鋼筋的軸拉疲勞單根鋼筋的軸拉疲勞規(guī)定的應(yīng)力幅度內(nèi)，經(jīng)一定次數(shù)的重規(guī)定的應(yīng)力幅度內(nèi)，經(jīng)一定次數(shù)的重復(fù)荷載后，發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力復(fù)荷載后，發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值稱為疲勞強度。對鋼筋用疲勞應(yīng)力值稱為疲勞強度。對鋼筋用疲勞應(yīng)力幅來表示其疲勞強度。幅來表示其疲勞

55、強度。試驗方法試驗方法鋼筋埋入混凝土中重復(fù)受拉或受彎鋼筋埋入混凝土中重復(fù)受拉或受彎2.2.5 鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞鋼筋疲勞強度的影響因素鋼筋疲勞強度的影響因素：應(yīng)力變化的幅值；最小應(yīng)力值的應(yīng)力變化的幅值；最小應(yīng)力值的大小、鋼筋的外表面幾何尺寸及形狀、直徑、強度等因素。大小、鋼筋的外表面幾何尺寸及形狀、直徑、強度等因素。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院1. 鋼筋的強度鋼筋的強度 所謂鋼筋強度是指鋼筋的所謂鋼筋強度是指鋼筋的屈服強度屈服強度及及極限強度極限強度。鋼筋的屈服強度是設(shè)計計算時的主要依據(jù)（對無明鋼筋的屈服強

56、度是設(shè)計計算時的主要依據(jù)（對無明顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服點）。顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服點）。2鋼筋的塑性鋼筋的塑性 鋼筋的鋼筋的伸長率伸長率和和冷彎性能冷彎性能是施工單位驗收鋼筋是是施工單位驗收鋼筋是否合格的主要指標。否合格的主要指標。2.2.6 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院3. 3. 鋼筋的可焊性鋼筋的可焊性 可焊性是評定鋼筋焊接后的接頭性能的指標?？珊感允窃u定鋼筋焊接后的接頭性能的指標。4. 4. 鋼筋的耐火性鋼筋的耐火性 熱軋鋼筋的耐火性能最好

57、，冷軋鋼筋其次，熱軋鋼筋的耐火性能最好，冷軋鋼筋其次， 預(yù)應(yīng)力鋼筋最差。預(yù)應(yīng)力鋼筋最差。5. 5. 鋼筋與混凝土的粘結(jié)力鋼筋與混凝土的粘結(jié)力 鋼筋表面的形狀是影響粘結(jié)力的重要因素。鋼筋表面的形狀是影響粘結(jié)力的重要因素。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結(jié)是保證鋼筋與混凝土共同受鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結(jié)是保證鋼筋與混凝土共同受力變形的基本前提。力變形的基本前提。通過鋼筋與混凝土界面的粘結(jié)應(yīng)力，可以實現(xiàn)鋼筋與混凝土通過鋼筋與混凝土界面的粘結(jié)應(yīng)力，可以實現(xiàn)鋼筋與混凝土之間的應(yīng)力傳遞，從而使兩

58、種材料可以結(jié)合在一起共同工作。之間的應(yīng)力傳遞，從而使兩種材料可以結(jié)合在一起共同工作。粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力通常是指通常是指鋼筋鋼筋與與混凝土混凝土界面間的界面間的剪應(yīng)力。剪應(yīng)力。2.3.1 粘結(jié)的意義粘結(jié)的意義混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié) 2. 3第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院圖圖2-24粘結(jié)應(yīng)力的分類粘結(jié)應(yīng)力的分類（根據(jù)受力性質(zhì)）：（根據(jù)受力性質(zhì)）：錨固粘結(jié)應(yīng)力錨固粘結(jié)應(yīng)力 局部粘結(jié)應(yīng)力局部粘結(jié)應(yīng)力第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學

59、院院鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由三部分組成：鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由三部分組成： 混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的膠結(jié)力膠結(jié)力； 混凝土因收縮將鋼筋握緊而產(chǎn)生的鋼筋與混凝土間的混凝土因收縮將鋼筋握緊而產(chǎn)生的鋼筋與混凝土間的摩阻力摩阻力； 機械咬合力。機械咬合力。 當鋼筋與混凝土產(chǎn)生相對滑動后，膠結(jié)作用即喪失。當鋼筋與混凝土產(chǎn)生相對滑動后，膠結(jié)作用即喪失。摩擦力的大小取決于握裹力和鋼筋與混凝土表面的摩擦系數(shù)。摩擦力的大小取決于握裹力和鋼筋與混凝土表面的摩擦系數(shù)。2.3.2 2.3.2 粘結(jié)力的組成粘結(jié)力的組成第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基本原理常常 州州 工工 學學 院院光圓鋼筋和變形鋼筋的粘結(jié)機理差別：光圓鋼筋和變形鋼筋的粘結(jié)機理差別： 光圓鋼筋：膠結(jié)力和摩阻力光圓鋼筋：膠結(jié)力和摩阻力 變形鋼筋：機械咬合作用變形鋼筋：機械咬合作用變形鋼筋和混凝土的機械咬合作用變形鋼筋和混凝土的機械咬合作用第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能混凝土結(jié)構(gòu)基