第二章-鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

混凝土結(jié)構(gòu)主要用鋼筋和混凝土材料制作而成。為了合理地進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，須要深化地了解混凝土和鋼筋的受力性能。對(duì)混凝土和鋼筋力學(xué)性能、相互作用和共同工作的了解，是駕馭混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能并對(duì)其進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。概述本章重點(diǎn)熟悉土木工程用鋼筋的品種、級(jí)別、性能及其選用原則；

熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能及其選用原則；

了解鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。一、鋼筋的物理力學(xué)性能按化學(xué)成分碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、磷等元素）低碳鋼（含碳量<0.25%）中碳鋼（含碳量0.25~0.6%）高碳鋼（含碳量0.6~1.4%）一般低合金鋼（另加硅、錳、鈦、釩、鉻等）錳系硅釩系硅鈦系硅錳系硅鉻系1.鋼筋的成分、級(jí)別和品種含碳量越高，強(qiáng)度越高，但塑性和可焊性減低20MnSi40Si2MnV45SiMnTi40Si2Mn45Si2Cr一、鋼筋的物理力學(xué)性能按表面形態(tài)光圓鋼筋變形鋼筋無(wú)明顯屈服點(diǎn)鋼筋（“硬鋼”）按力學(xué)性能有明顯屈服點(diǎn)鋼筋（“軟鋼”）按運(yùn)用用途一般鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋熱軋鋼筋：由低碳鋼和一般低合金鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機(jī)械拉伸而成熱處理鋼筋：將HRB400、RRB400鋼筋通過(guò)加熱、淬火、回火而成按加工方法鋼絲碳素鋼絲：鋼筋通過(guò)多次冷拔、應(yīng)力消退、矯正、回火處理而成刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增加其與混凝土間的粘結(jié)力鋼絞線：幾根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起一、鋼筋的物理力學(xué)性能一、鋼筋的物理力學(xué)性能表1-1常用熱軋鋼筋的種類、代表符號(hào)和直徑范圍

注：第一個(gè)字母H（hotrolled）表示熱軋，R(Remainedheattreated)表示為余熱處理；其次個(gè)字母P(Plain)表示光圓，R(ribbed)表示帶肋；第三個(gè)字母B（Bar）代表鋼筋；數(shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。HPB235為熱軋光面鋼筋，一般鋼筋，“軟鋼”HRB335和HRB400是熱軋變形鋼筋，一般鋼筋，“軟鋼”RRB400是余熱處理鋼筋，余熱處理鋼筋是將屈服強(qiáng)度相當(dāng)于HRB335的鋼筋在軋制后穿水冷卻，然后利用芯部的余熱對(duì)鋼筋表面的淬水硬殼回火處理而成的變形鋼筋。其性能接近于HRB400級(jí)鋼筋，但不如HRB400級(jí)鋼筋穩(wěn)定，應(yīng)用范圍受到限制。一、鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的直徑范圍并不表示在此范圍內(nèi)任何直徑的鋼筋鋼廠都生產(chǎn)。鋼廠供應(yīng)的鋼筋直徑為6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm，14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm和50mm。其中，d=8.2mm的鋼筋僅適用于有縱肋的熱處理鋼筋。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在表1-1的直徑范圍和上述供應(yīng)的直徑內(nèi)選擇鋼筋。當(dāng)接受直徑大于40mm的鋼筋時(shí)，應(yīng)有牢靠的工程閱歷。一、鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋表面形態(tài)的選擇取決于鋼筋的強(qiáng)度。為了使鋼筋的強(qiáng)度能夠充分地利用，強(qiáng)度越高的鋼筋要求與混凝土粘結(jié)的強(qiáng)度越大。提高粘結(jié)強(qiáng)度的方法是將鋼筋表面軋成有規(guī)律的凸出花紋，稱為變形鋼筋。HPB235鋼筋的強(qiáng)度低，表面做成光面即可。螺旋紋和人字紋(右圖b，c):橫肋較密，消耗于肋紋的鋼材較多;縱肋和橫肋相交，簡(jiǎn)潔造成應(yīng)力集中,對(duì)鋼筋的動(dòng)力性能不利.月牙紋(右圖d)。一、鋼筋的物理力學(xué)性能一、鋼筋的物理力學(xué)性能AB’BCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺(tái)CD段為強(qiáng)化段0.2%0.2標(biāo)距有明顯流幅的鋼筋無(wú)明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同2.鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線AB’BCDE強(qiáng)度指標(biāo)*有明顯流幅的鋼筋：在建立鋼筋混凝土構(gòu)件截面承載力計(jì)算理論時(shí)，以下屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋強(qiáng)度的取值（fy）。一、鋼筋的物理力學(xué)性能兩點(diǎn)簡(jiǎn)化：A.鋼筋應(yīng)力不大于屈服點(diǎn)時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系-直聽(tīng)從胡克定律，處于志向彈性階段；B.不利用應(yīng)力強(qiáng)化階段，假設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)件截面達(dá)到破壞時(shí)，鋼筋拉應(yīng)力保持為屈服點(diǎn)應(yīng)力。鋼筋的極限強(qiáng)度作為一種平安儲(chǔ)備。0.2%0.2強(qiáng)度指標(biāo)*無(wú)明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為其強(qiáng)度限值，稱為條件屈服強(qiáng)度

，混凝土規(guī)范取0.2＝0.85

b，b為極限抗拉強(qiáng)度。一、鋼筋的物理力學(xué)性能s,usss=Essyfys,hfs,u一、鋼筋的物理力學(xué)性能強(qiáng)度指標(biāo)的確定強(qiáng)度隨機(jī)變量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值依據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的具有95％以上保證率（鋼筋為97.73%）的統(tǒng)計(jì)特征值：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fyk）=強(qiáng)度平均值-2×均方差概率密度材料強(qiáng)度強(qiáng)度平均值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋強(qiáng)度用標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值表示。鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值fy等于鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)γs，即

一、鋼筋的物理力學(xué)性能變形指標(biāo)*伸長(zhǎng)率：鋼筋拉斷后的伸長(zhǎng)與原長(zhǎng)的比值*冷彎性能：將直徑為d的鋼筋繞直徑為D的鋼輥彎成確定的角度而不發(fā)生斷裂及起層現(xiàn)象為防止在彎折加工時(shí)斷裂和運(yùn)用過(guò)程中脆斷，鋼筋還應(yīng)具有確定的塑性變形實(shí)力。

伸長(zhǎng)率越大，塑性越好。伸長(zhǎng)率用δ表示，用鋼筋試樣拉斷后斷口兩側(cè)的殘留應(yīng)變(用百分率表示)作伸長(zhǎng)率，即

彎芯的直徑越小，彎轉(zhuǎn)角越大，塑性越好一、鋼筋的物理力學(xué)性能冷拉BKZZ’K’殘余變形冷拉伸長(zhǎng)率無(wú)時(shí)效經(jīng)時(shí)效K點(diǎn)的選擇：應(yīng)力限制和應(yīng)變限制溫度的影響：溫度達(dá)700oC時(shí)復(fù)原到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉特性：只提高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降3.冷加工鋼筋一、鋼筋的物理力學(xué)性能冷拔經(jīng)過(guò)冷拔后鋼筋強(qiáng)度提高，塑性降低，沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)和流幅冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度冷軋帶肋鋼筋以低碳鋼筋或低合金鋼筋為原材料，在常溫下進(jìn)行軋制而成的表面帶有縱肋和月牙紋橫肋的鋼筋。它的極限強(qiáng)度與冷拔低碳鋼絲相近，但伸長(zhǎng)率比冷拔低碳鋼絲有明顯提高。冷軋扭鋼筋

以熱軋光面鋼筋HPB235為原材料，按規(guī)定的工藝參數(shù)，經(jīng)鋼筋冷軋扭機(jī)一次加工軋扁扭曲呈連續(xù)螺旋狀。一、鋼筋的物理力學(xué)性能徐變應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)變接著增加松弛長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)力降低對(duì)結(jié)構(gòu)，尤其是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響一、鋼筋的物理力學(xué)性能4.鋼筋的徐變與松弛重復(fù)荷載作用下，鋼筋的強(qiáng)度<靜載作用下的強(qiáng)度規(guī)定的應(yīng)力幅度（一次循環(huán)應(yīng)力中最大和最小應(yīng)力的差值）內(nèi)，經(jīng)確定次數(shù)的重復(fù)荷載后，發(fā)生疲憊破壞的最大應(yīng)力值稱為疲憊強(qiáng)度。對(duì)鋼筋用疲憊應(yīng)力幅來(lái)表示其疲憊強(qiáng)度。試驗(yàn)方法單根鋼筋的軸拉疲憊鋼筋埋入混凝土中重復(fù)受拉或受彎5.鋼筋的疲憊一、鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋在承受重復(fù)、周期動(dòng)荷載作用下，發(fā)生突然的脆性斷裂破壞，稱為疲憊破壞。對(duì)于不同的疲憊應(yīng)力比值滿足循環(huán)次數(shù)為200萬(wàn)次條件下的鋼筋最大應(yīng)力值為鋼筋的疲憊強(qiáng)度。一、鋼筋的物理力學(xué)性能《規(guī)范》規(guī)定了不同等級(jí)鋼筋的疲勞應(yīng)力幅度限值，該值與截面同一纖維上鋼筋最小應(yīng)力與最大應(yīng)力比值（疲勞應(yīng)力比值）有關(guān)。強(qiáng)度要求：保證經(jīng)濟(jì)性。屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，抗震設(shè)計(jì)時(shí)還要求有確定的屈強(qiáng)比塑性要求：保證結(jié)構(gòu)延性，給人以破壞的預(yù)兆。伸長(zhǎng)率和冷彎要求可焊性：鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂紋及過(guò)大的變形，保證焊接后的接頭性能良好。與混凝土的粘結(jié)性：保證鋼筋和混凝土共同工作。6.混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求一、鋼筋的物理力學(xué)性能一、鋼筋的物理力學(xué)性能一般鋼筋宜優(yōu)先接受HRB400級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋，以節(jié)約鋼筋用量。也可以接受HPB235級(jí)和RRB400級(jí)熱軋鋼筋以及強(qiáng)度級(jí)別較低的冷拔、冷軋和冷軋扭鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋宜接受預(yù)應(yīng)力鋼絞線、中高強(qiáng)鋼絲，也可以接受熱處理鋼筋。還可以接受冷拉鋼筋和強(qiáng)度級(jí)別較高的冷拔低碳鋼絲和冷軋扭鋼筋。7.鋼筋的選用原則二、混凝土的物理力學(xué)性能立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu,k1）單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度《規(guī)范》規(guī)定以邊長(zhǎng)為150mm的立方體在20±3℃的溫度和相對(duì)濕度在90％以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d，依照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95％保證率的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以N／mm2計(jì))作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，并用符號(hào)fcu,k表示。fcu,k與平均值μf和標(biāo)準(zhǔn)差f的關(guān)系為1.混凝土的抗壓強(qiáng)度二、混凝土的物理力學(xué)性能承壓板試塊摩擦力不涂潤(rùn)滑劑涂潤(rùn)滑劑強(qiáng)度大于我國(guó)規(guī)范的方法：不涂潤(rùn)滑劑壓力試件裂縫發(fā)展擴(kuò)張整個(gè)體系解體，丟失承載力另影響強(qiáng)度的因素還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×150非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×100換算系數(shù)0.95200×200×200換算系數(shù)1.05立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)，我國(guó)規(guī)范混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方體抗壓強(qiáng)度二、混凝土的物理力學(xué)性能棱柱體抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck承壓板試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×300mm二、混凝土的物理力學(xué)性能抗壓強(qiáng)度與試件形態(tài)有關(guān)，實(shí)際構(gòu)件往往不是立方體，而是棱柱體，可以用棱柱體測(cè)得的抗壓強(qiáng)度作為軸心抗壓強(qiáng)度，又稱為棱柱體抗壓強(qiáng)度。受壓時(shí)試件中部橫向變形不受端部摩擦力的約束，代表了混凝土處于單向全截面勻整受壓的應(yīng)力狀態(tài)，比立方體試件能更好地反映混凝土的實(shí)際抗壓實(shí)力。試驗(yàn)量測(cè)到fck值比f(wàn)cu,k值小，并且棱柱體試件高寬比(即h/b)越大，它的強(qiáng)度越小。二、混凝土的物理力學(xué)性能軸心抗壓強(qiáng)度(棱柱體強(qiáng)度)標(biāo)準(zhǔn)值fck與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k之間存在以下折算關(guān)系

——棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的比值，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不大于C50時(shí)，=0.76；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，=0.82；其間按線性插值；——混凝土的脆性系數(shù)，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不大于C40時(shí)，=1.0；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，=0.87；其間按線性插值；

0.88——考慮結(jié)構(gòu)中的混凝土強(qiáng)度與試塊混凝土強(qiáng)度之間的差異等因素的修正系數(shù)?；炷凛S心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t1001001501505002）單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強(qiáng)度二、混凝土的物理力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)夾緊兩端伸出的鋼筋，對(duì)試件施加拉力，破壞時(shí)裂縫產(chǎn)生在試件的中部，此時(shí)的平均破壞應(yīng)力為軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t。由于混凝土構(gòu)件內(nèi)部的不勻整性，加之安裝試件偏差的緣由，通過(guò)干脆受拉試驗(yàn)測(cè)量抗拉強(qiáng)度是很困難的，試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性很大。劈裂試驗(yàn)ft,sddftsFFFF二、混凝土的物理力學(xué)性能試件中間垂直截面除加力點(diǎn)旁邊很小的范圍外，有勻整分布的水平拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，試件被劈成兩半。依據(jù)彈性理論

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k之間的折算關(guān)系為二、混凝土的物理力學(xué)性能——混凝土的脆性系數(shù)，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不大于C40時(shí)，=1.0；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，=0.87；其間按線性插值；

0.88——考慮結(jié)構(gòu)中的混凝土強(qiáng)度與試塊混凝上強(qiáng)度之間的差異等因素的修正系數(shù)。為軸心抗拉強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的折算關(guān)系(1-1.645δ)0.45反映了試驗(yàn)離散程度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值保證率的影響。二、混凝土的物理力學(xué)性能式中γc——混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)，建筑工程取γc=1.40，馬路橋涵工程取γc=1.45。

混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系為

雙軸應(yīng)力下的強(qiáng)度1.01.01.21.2-0.2-0.22/fc1/fc拉壓雙向正應(yīng)力下的強(qiáng)度曲線3）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度二、混凝土的物理力學(xué)性能①雙向受拉（第一象限），σ1與σ2的相互影響不大，雙向受拉強(qiáng)度均接近于單向受拉強(qiáng)度。②一向受拉，另一向受壓（其次、四象限），混凝土強(qiáng)度均低于單向拉伸或壓縮的強(qiáng)度，即雙向異號(hào)應(yīng)力使強(qiáng)度降低③雙向受壓（第三象限），一項(xiàng)強(qiáng)度隨另一項(xiàng)應(yīng)力的增加而增加。法向應(yīng)力和剪應(yīng)力下的強(qiáng)度曲線二、混凝土的物理力學(xué)性能①抗剪強(qiáng)度隨拉應(yīng)力的增大而減??；②混凝土的抗壓強(qiáng)度由于剪應(yīng)力的存在而降低。③σ/fc<0.5~0.7時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨著壓應(yīng)力的增大而增大；但在σ/fc＞0.5～0.7時(shí)，由于內(nèi)裂縫明顯發(fā)展，抗剪強(qiáng)度反而隨壓應(yīng)力的增大而減小三向受壓時(shí)的混凝土強(qiáng)度3=fcc’3=fcc’1=2=fLfL----側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）圓柱體試驗(yàn)有側(cè)向約束時(shí)的抗壓強(qiáng)度無(wú)側(cè)向約束時(shí)圓柱體的單軸抗壓強(qiáng)度二、混凝土的物理力學(xué)性能混凝土一向抗壓強(qiáng)度隨另兩向側(cè)壓力的增加而提高。對(duì)于縱向受壓的混凝土，假如約束混凝土的側(cè)向變形，也可使混凝土的抗壓強(qiáng)度有較大提高。如接受鋼管混凝土柱、螺旋鋼箍柱等能有效約束混凝土的側(cè)向變形使混凝土的抗壓強(qiáng)度、延性(承受變形的實(shí)力)有相應(yīng)的提高。二、混凝土的物理力學(xué)性能二、混凝土的物理力學(xué)性能2.混凝土的變形性能混凝土的變形

非受力變形受力變形一次短期加載下的變形荷載長(zhǎng)期作用下的變形多次重復(fù)荷載作用下的變形硬化過(guò)程中的收縮變形溫濕度變更引起的變形二、混凝土的物理力學(xué)性能受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系作用是：峰值應(yīng)力后，吸收試驗(yàn)機(jī)的變形能，測(cè)出下降段1）一次短期加載下的變形棱柱體試塊二、混凝土的物理力學(xué)性能①0~A:第I階段(彈性階段）(σ=0.3～0.4fck)，混凝土的變形主要是骨料和水泥結(jié)晶體的彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近直線。②A～B:第II階段(穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段），臨界點(diǎn)B相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力可作為長(zhǎng)期受壓強(qiáng)度的依據(jù)(一般取0.8fCk)③B~C：第III階段（裂縫快速發(fā)展階段），應(yīng)力達(dá)到的最高點(diǎn)為fck，與其相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變?chǔ)?，平均取0.002。④在fck以后，裂縫快速發(fā)展，試件的平均應(yīng)力強(qiáng)度下降；D后，曲線凸向水平方向發(fā)展，在曲線中曲率最大點(diǎn)E稱為“收斂點(diǎn)”，E點(diǎn)以后主裂縫已很寬。結(jié)構(gòu)內(nèi)聚力幾乎耗盡失去結(jié)構(gòu)的意義。二、混凝土的物理力學(xué)性能(MPa)fco0(10-3)abcd225201510546810混凝土強(qiáng)度提高加載速度減慢影響因素混凝土強(qiáng)度對(duì)下降段影響很大，強(qiáng)度越高，下降段越陡峭，延性越差。加載速度越大，下降段越陡峭。受壓時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型u=0.00380=0.002ocfcc0.15fc美國(guó)Hognestad模型二、混凝土的物理力學(xué)性能u=0.00350=0.002ocfcc德國(guó)Rüsch模型二、混凝土的物理力學(xué)性能中國(guó)規(guī)范u0ocfcc二、混凝土的物理力學(xué)性能二、混凝土的物理力學(xué)性能受拉時(shí)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系tto

t0

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ft理論模型1二、混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的彈性模量ccccpe原點(diǎn)切線模量（彈性模量）：拉壓相同變形模量（割線模量、彈塑性模量）切線模量彈性特征系數(shù)，與應(yīng)力值有關(guān)受壓時(shí)，為0.4~1.0；受拉ft時(shí)，為0.5是材料變形性能的主要指標(biāo)，在計(jì)算構(gòu)件變形、截面應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失等時(shí)用。0二、混凝土的物理力學(xué)性能混凝土彈性模量的試驗(yàn)方法c/fcc0.55~10次此線和原點(diǎn)切線基本平行，取其斜率作為Ec（150×150×300標(biāo)準(zhǔn)試件）取應(yīng)力上限為0.5fc重復(fù)加載5～10次。試驗(yàn)結(jié)果回來(lái)二、混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的剪變模量為混凝土的泊松比（試件的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比），在壓力較小時(shí)為0.15~0.18，接近破壞時(shí)可達(dá)0.5以上，規(guī)范取0.2破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線fcf321fcf的確定原則：100×100×300或150×150×450的棱柱體試塊承受200萬(wàn)次（或以上）循環(huán)荷載時(shí)發(fā)生破壞的最大壓應(yīng)力值二、混凝土的物理力學(xué)性能疲憊強(qiáng)度與重復(fù)作用時(shí)應(yīng)力變更的幅度有關(guān)，隨疲憊應(yīng)力比的增大而增大2）重復(fù)荷載下混凝土的變形性能二、混凝土的物理力學(xué)性能3）長(zhǎng)期荷載作用下混凝土的變形性能----徐變0.51.01.52.02.505101520253035(×10-3)(月)crelaela’ela’’cr’P荷載保持不變，隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形加荷瞬時(shí)變形徐變變形緣由之一，膠凝體的粘性流淌緣由之二，混凝土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展二、混凝土的物理力學(xué)性能影響徐變的因素應(yīng)力：c<0.5fc，徐變變形與應(yīng)力成正比----線性徐變

0.5fc<c<0.8fc，非線性徐變

c>0.8fc，造成混凝土破壞，不穩(wěn)定加荷時(shí)混凝土的齡期，越早，徐變?cè)酱笏嘤昧吭蕉?，水灰比越大，徐變?cè)酱蠊橇显接?，徐變?cè)叫?；?gòu)件尺寸越小，徐變?cè)酱?.51.01.52.02.505101520253035(×10-3)(月)crelae’e’’cr’0.5fc<c<0.8fc，非線性徐變c<0.5fc，線性徐變養(yǎng)護(hù)溫度越高、濕度越大，水化越充分，徐變?cè)叫∈芎珊鬁囟仍礁?、濕度越低，徐變?cè)酱蠖?、混凝土的物理力學(xué)性能徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響PAsPAss1c1Pc2Ass2P拆去，鋼筋受壓混凝土受拉，可能會(huì)引起混凝土開(kāi)裂徐變：s，c二、混凝土的物理力學(xué)性能4）混凝土的收縮----在空氣中結(jié)硬時(shí)混凝土體積縮小的性質(zhì)水泥品種：等級(jí)越高，收縮越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大骨料：骨料越硬，收縮越?。还橇狭皆酱?，收縮越小養(yǎng)護(hù)條件、制作方法、運(yùn)用環(huán)境、體積與表面積的比值等干燥失水是引起收縮的重要因素二、混凝土的物理力學(xué)性能收縮對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響AssAss收縮：鋼筋受壓，混凝土受拉As

混凝土的收縮對(duì)處于完全自由狀態(tài)的構(gòu)件只會(huì)引起構(gòu)件的縮短而不開(kāi)裂。對(duì)于周邊有約束而不能自由變形的構(gòu)件，收縮會(huì)引起構(gòu)件內(nèi)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至?xí)辛芽p產(chǎn)生。當(dāng)溫度變更時(shí)，混凝土的體積有熱脹冷縮的性質(zhì)。當(dāng)溫度變形受到外界的約束而不能自由發(fā)生時(shí)，將在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在大體積混凝土中，由于混凝土表面較內(nèi)部的收縮量大，再加上水泥水化熱使混凝土的內(nèi)部溫度比表面溫度高，假如把內(nèi)部混凝土視為相對(duì)不變形體，它將對(duì)試圖縮小體積的表面混凝土形成約束，在表面混凝土形成拉應(yīng)力，假如內(nèi)外變形差較大，將會(huì)造成表層混凝土開(kāi)裂。5）混凝土的溫度變形二、混凝土的物理力學(xué)性能6）混凝土的選用原則

建筑工程中：鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝士強(qiáng)度等級(jí)：一般狀況下不應(yīng)低于C15；當(dāng)接受HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20；當(dāng)接受HRB400和RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不得低于C40。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)：一般狀況下不應(yīng)低于C30；當(dāng)接受鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。

二、混凝土的物理力學(xué)性能馬路橋涵工程中：鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)：一般狀況下不應(yīng)低于C20；當(dāng)接受HRB400和KL400級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40。位于以下區(qū)域的橋涵構(gòu)件，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C30；寒冷區(qū)、海水區(qū)或運(yùn)用除冰鹽且受其影響的橋涵構(gòu)件；有氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)侵蝕物質(zhì)的環(huán)境時(shí)不抵干C30。二、混凝土的物理力學(xué)性能三、鋼筋與混凝土的粘結(jié)1.粘結(jié)力的定義及組成當(dāng)鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生相對(duì)變形（滑移），在鋼筋和混凝土的交界面上產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力，此作用力稱為粘結(jié)力。粘結(jié)力：與素混凝土梁無(wú)異三、鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力分類局部粘結(jié)應(yīng)力鋼筋在支座處的錨固粘結(jié)應(yīng)力是構(gòu)件承載力至關(guān)重要的因素。鋼筋的端頭應(yīng)力為零，在經(jīng)過(guò)不長(zhǎng)的粘結(jié)距離(稱錨固長(zhǎng)度)后，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度。三、鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力分類局部粘結(jié)應(yīng)力梁開(kāi)裂后，混凝土開(kāi)裂前承受的拉力通過(guò)粘結(jié)應(yīng)力τ傳遞給鋼筋、從而使裂縫處鋼筋應(yīng)力增大、這種粘結(jié)應(yīng)力稱為局部粘結(jié)應(yīng)力，其作用是使裂縫之間的混凝土參與受拉。三、鋼筋與混凝土的粘結(jié)①化學(xué)膠結(jié)力——鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（一般很小，一旦產(chǎn)生相對(duì)滑移即消逝）。粘結(jié)力的組成：②摩擦力——混凝土收縮后將鋼筋緊握產(chǎn)生的摩