2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能

1第一章鋼筋混凝土的力學(xué)性能本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、掌握鋼筋的種類；2、掌握鋼筋的力學(xué)性能：1）不同類型鋼筋的應(yīng)力－應(yīng)變曲線及其區(qū)別；2)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求；3、掌握混凝土的強(qiáng)度4、掌握混凝土的變形；5、掌握粘結(jié)力的組成及作用2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。21.1.1鋼筋的性能鋼筋作用受力鋼筋架立鋼筋分布鋼筋縱向構(gòu)造鋼筋(腰筋)構(gòu)造箍筋1.1鋼筋主要承擔(dān)拉力，也可加強(qiáng)砼的抗壓能力.保證受力鋼筋的設(shè)計(jì)位置不因搗制砼而有所移動(dòng)將構(gòu)件所受到的外力分布在較廣的范圍，以改善在板中受力情況，同時(shí)固定受力鋼筋。改善梁、柱中受力情況，同時(shí)固定受力鋼筋。梁截面高度較大時(shí)梁中構(gòu)造鋼筋

注意：受力、架立和分布鋼筋并不一定能絕對(duì)區(qū)別開(kāi)來(lái)，即同一鋼筋往往可同時(shí)起上述兩種以上的作用。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。3

1、保持梁骨架的剛度腰筋和拉筋的直徑和間距要考慮到施工中的荷載作用。當(dāng)混凝土梁很高時(shí)，高大的鋼筋骨架要承受鋼筋自重，特別是施工中的施工機(jī)具、施工人員和施工材料的荷載，就可能使鋼筋骨架發(fā)生位移和變形，導(dǎo)致鋼筋尺寸跑位，這樣便會(huì)影響鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，保護(hù)層厚度，從而影響梁的耐久性。設(shè)置適量的腰筋和拉筋，與鋼筋骨架中的箍筋綁扎在一起形成一個(gè)整體，有效地約束鋼筋骨架的變形，增大了鋼筋骨架的剛度和穩(wěn)定性。2、限制混凝土的收縮裂縫混凝土澆筑后必須保持足夠的濕度和溫度，才能保證水泥的不斷水化，以使混凝土的強(qiáng)度不斷發(fā)展，如果過(guò)早失水，會(huì)造成強(qiáng)度的下降，而且形成的結(jié)構(gòu)疏松，產(chǎn)生大量的干縮裂縫。由于在混凝土梁的上下部都配置了鋼筋，可以約束混凝土的收縮和阻止裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)梁高超過(guò)700mm，裂縫就會(huì)出現(xiàn)在梁的中部，進(jìn)而向四周延伸，影響梁的外部觀感、完整性和耐久性。在梁的中部設(shè)置腰筋，便可以控制這些裂縫的出現(xiàn)和產(chǎn)生。3、減少受拉區(qū)裂縫的伸展當(dāng)梁承受的荷載較大時(shí)，梁的受拉區(qū)混凝土?xí)_(kāi)裂，隨著荷載的增加，這些裂縫會(huì)匯集成寬度較大的根狀裂縫向梁的上部延伸，從而影響梁的受力性能。設(shè)置腰筋便可以約束這些根狀裂縫的伸展，提高梁的承載力。綜上所述，腰筋起著不容忽視的作用。在教學(xué)中，腰筋也要象梁中其他鋼筋一樣給學(xué)生作重點(diǎn)講解和介紹。必須按照設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)置，保證腰筋位置的準(zhǔn)確，并按規(guī)定設(shè)置拉筋，其兩端與腰筋及箍筋綁扎牢固。4.受扭2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。4砼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋質(zhì)量要求鋼筋耐火性：熱軋鋼筋最好，冷拉鋼筋其次，預(yù)應(yīng)力鋼筋最差，設(shè)計(jì)時(shí)注意砼保護(hù)層厚度滿足耐火極限要求。適當(dāng)強(qiáng)度：屈服和極限強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度是計(jì)算主要依據(jù)；可焊性好：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂紋及過(guò)大變形；足夠塑性：以伸長(zhǎng)率和冷彎性能為主要指標(biāo)，即要求鋼筋斷裂前有足夠變形，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，能給出構(gòu)件將要破壞的預(yù)告信號(hào)，同時(shí)保證鋼筋冷彎要求。一般而言強(qiáng)度高的鋼筋塑性和可焊性就差些；與砼粘結(jié)良好:保證共同工作。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。51.1.2鋼筋品種、級(jí)別和分類1縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400鋼筋；混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)按下列規(guī)定選用：2梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋；3箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋，也可采用HRB335、HRBF335鋼筋；4預(yù)應(yīng)力筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。61.1.2鋼筋品種、級(jí)別和分類

根據(jù)鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修改，不再限制鋼筋材料的化學(xué)成分和制作工藝，而按性能確定鋼筋的牌號(hào)和強(qiáng)度級(jí)別，并以相應(yīng)的符號(hào)表達(dá)。

增加強(qiáng)度為500MPa級(jí)的熱軋帶肋鋼筋；推廣400MPa、500MPa級(jí)高強(qiáng)熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋；限制并準(zhǔn)備逐步淘汰335MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用；用300MPa級(jí)光面鋼筋取代235MPa級(jí)光面鋼筋。在規(guī)范的過(guò)渡期及對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，235MPa級(jí)光面鋼筋的設(shè)計(jì)值按原規(guī)范取值。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。71.1.2鋼筋品種、級(jí)別和分類

增加預(yù)應(yīng)力鋼筋的品種：增補(bǔ)高強(qiáng)、大直徑的鋼絞線；列入大直徑預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（精軋螺紋鋼筋）；列入中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲以補(bǔ)充中等強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋的空缺，用于中、小跨度的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件；淘汰錨固性能很差的刻痕鋼絲。

箍筋用于抗剪、抗扭及抗沖切設(shè)計(jì)時(shí)，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不受限制，不宜采用強(qiáng)度高于400MPa級(jí)的鋼筋。當(dāng)用于約束混凝土的間接鋼筋時(shí)，其高強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，采用500MPa級(jí)鋼筋具有一定經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，我國(guó)強(qiáng)度高，性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋已可充分供應(yīng)，冷加工鋼筋不再列入規(guī)范。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。81.1.2鋼筋品種、級(jí)別和分類

推廣具有較好延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性的HRB系列普通熱軋帶肋鋼筋。列入采用控溫軋制工藝生產(chǎn)的HRBF系列細(xì)晶粒帶肋鋼筋。RRB系列余熱處理鋼筋由軋制鋼筋經(jīng)高溫淬水，余熱處理后提高強(qiáng)度。而其它性能則相應(yīng)降低，一般可用于對(duì)變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件中，如基礎(chǔ)、大體積混凝土、樓板、墻體及次要的中小結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。9知識(shí)點(diǎn)：按外形特點(diǎn)分類

目前廣泛使用的變形鋼筋是縱肋與橫肋不相交的月牙紋鋼筋，與螺紋鋼筋相比，月牙紋鋼筋避免了縱橫肋相交處的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使鋼筋的疲勞強(qiáng)度和冷彎性能得到一定改善，而且還具有在軋制過(guò)程中不易卡輥的優(yōu)點(diǎn)；不足的是與螺紋鋼筋相比，月牙紋鋼筋與砼的粘結(jié)強(qiáng)度略有降低。光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。10知識(shí)點(diǎn)：柔性及勁性鋼筋柔性鋼筋常用的普通鋼筋的統(tǒng)稱。其外形有光圓和帶肋兩類，帶肋鋼筋又可分為等高肋和月牙肋兩種。I級(jí)鋼筋是光圓鋼筋，II級(jí)、III級(jí)鋼筋是帶肋的，統(tǒng)稱為變形鋼筋。鋼絲的外形通常為光圓，也有在表面刻痕的。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋又可以分為柔性鋼筋及勁性鋼筋。光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。11知識(shí)點(diǎn)：柔性及勁性鋼筋

柔性鋼筋可綁軋或焊接成鋼筋骨架或鋼筋網(wǎng)，分別用于梁、柱、板、殼結(jié)構(gòu)中。勁性鋼筋是由各種型鋼與鋼筋焊接成的骨架。勁性鋼筋本身剛度很大，施工時(shí)模板及混凝土的重力可以由勁性鋼筋本身來(lái)承擔(dān)，因此能加速并簡(jiǎn)化支模工作，承載能力也比較大。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。12軟鋼：有明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(熱軋鋼筋)硬鋼：無(wú)明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(鋼絲、熱處理鋼筋)1.1.3鋼筋的強(qiáng)度和變形2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。131、鋼筋的變形指標(biāo)lPP伸長(zhǎng)率——鋼筋拉斷后的伸長(zhǎng)值與原長(zhǎng)的比值

伸長(zhǎng)率越大，塑性越好。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。141、鋼筋的變形指標(biāo)冷彎性能——將直徑為d的鋼筋繞過(guò)直徑為D的彎芯彎曲到規(guī)定角度后無(wú)裂紋斷裂及起層現(xiàn)象為合格。D越小，彎轉(zhuǎn)角越大，塑性越好。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。152、鋼筋應(yīng)力－應(yīng)變曲線oa－彈性階段,ac－流塑階段,cd－強(qiáng)化階段,de－頸縮階段

a－比例極限,

b－屈服強(qiáng)度,

d－極限強(qiáng)度,

0.2－條件屈服強(qiáng)度比例極限屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度o

(N/mm2)

fyfted流幅abc0.2%

0.2

(N/mm2)

o軟鋼硬鋼2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。163鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的取值依據(jù)（重點(diǎn)）對(duì)于軟鋼取屈服強(qiáng)度f(wàn)y作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)于硬鋼取條件屈服強(qiáng)度

p0.2作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)(取

0.2=0.8fsu)。0.2%

0.2

(N/mm2)

o硬鋼比例極限屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度o

(N/mm2)

fyfted流幅abc軟鋼2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。173鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的取值依據(jù)?

由于構(gòu)件中鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)后，會(huì)產(chǎn)生很大的塑性變形，使得鋼筋混凝土構(gòu)件出現(xiàn)過(guò)大的變形和過(guò)寬的裂縫，以致不能使用，或者說(shuō)鋼筋應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后將產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)變，在鋼筋砼構(gòu)件中，由于受到砼極限壓應(yīng)變的制約，截面達(dá)到破壞時(shí)，鋼筋不大可能進(jìn)入這樣大的應(yīng)變狀態(tài)。所以對(duì)有明顯流幅的鋼筋，在計(jì)算承載力時(shí)以屈服點(diǎn)作為鋼筋強(qiáng)度限值。對(duì)沒(méi)有明顯流幅或屈服點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋，為了與鋼筋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相一致，《規(guī)范》中也規(guī)定在構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)，取極限抗拉強(qiáng)度85％作為條件屈服點(diǎn)。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。183鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的取值依據(jù)

鋼筋受壓性能在到達(dá)屈服強(qiáng)度前與受拉時(shí)應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律相同，其屈服強(qiáng)度也與受拉時(shí)基本一樣。在達(dá)到屈服強(qiáng)度之后，由于試件發(fā)生明顯的塑性壓縮，截面積增大，因而難以給出明確的抗壓極限強(qiáng)度。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。191.1.4鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)1鋼筋強(qiáng)度指標(biāo)鋼筋力學(xué)性能要求：屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。

當(dāng)某截面鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，試件將在荷載基本不增加情況下產(chǎn)生持續(xù)塑性變形，構(gòu)件可能在鋼筋尚未進(jìn)入強(qiáng)化階段之前就已破壞或產(chǎn)生過(guò)大的變形與裂縫。因此，鋼筋的屈服強(qiáng)度是鋼筋關(guān)鍵性強(qiáng)度指標(biāo)；此外，鋼筋的屈強(qiáng)比（屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度之比）表示結(jié)構(gòu)可靠性潛力。在抗震結(jié)構(gòu)中，考慮受拉鋼筋可能進(jìn)入強(qiáng)化階段，要求其屈強(qiáng)比≤0.8，因而鋼筋極限強(qiáng)度是檢驗(yàn)鋼筋質(zhì)量的另一強(qiáng)度指標(biāo)。（1）軟鋼：屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。201.1.4鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)

由于其條件屈服點(diǎn)不易測(cè)定，鋼筋質(zhì)量檢驗(yàn)以極限強(qiáng)度作為主要強(qiáng)度指標(biāo)，并規(guī)定取條件屈服強(qiáng)度為極限強(qiáng)度0.8倍，即f0.2＝0.8fsu。（2）硬鋼：極限強(qiáng)度2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。212鋼筋變形性能指標(biāo)（1）伸長(zhǎng)率

為鋼筋試件拉斷后的伸長(zhǎng)值與原長(zhǎng)的比率。伸長(zhǎng)率是衡量鋼筋塑性性能的一個(gè)指標(biāo)，伸長(zhǎng)率越大，塑性越好。塑性好的鋼筋，拉斷前有明顯的預(yù)兆，反之，則呈脆性特征。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。222鋼筋變形性能指標(biāo)（2）冷彎試驗(yàn)是檢驗(yàn)鋼筋塑性的另一種方法，伸長(zhǎng)率一般不能反映鋼材脆化的傾向，為使鋼筋在彎折加工時(shí)不易斷裂和使用過(guò)程中不致脆斷，應(yīng)進(jìn)行冷彎試驗(yàn)，并保證滿足規(guī)定的指標(biāo)。冷彎試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)為在規(guī)定彎心直徑和冷彎角度下冷彎后的鋼筋應(yīng)無(wú)裂紋、鱗落或斷裂現(xiàn)象。注：屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎性能是對(duì)軟鋼進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的四項(xiàng)主要指標(biāo)，而對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，則只測(cè)后三項(xiàng)。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。231.1.5鋼筋疲勞1疲勞定義：鋼筋承受重復(fù)周期性動(dòng)載作用，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后，突然脆性斷裂現(xiàn)象。吊車梁、橋面板、軌枕等鋼砼構(gòu)件在正常使用時(shí)會(huì)由于疲勞發(fā)生破壞。鋼筋的疲勞強(qiáng)度與一次循環(huán)應(yīng)力中最大和最小應(yīng)力的差值（應(yīng)力幅度）有關(guān)，鋼筋的疲勞強(qiáng)度是指在某一規(guī)定應(yīng)力幅度內(nèi)經(jīng)受一定次數(shù)循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。2產(chǎn)生原因：一般認(rèn)為是由于鋼筋內(nèi)部和外部的缺陷，容易引起應(yīng)力集中。應(yīng)力過(guò)高，鋼材晶體滑移，產(chǎn)生疲勞裂紋，應(yīng)力重復(fù)作用次數(shù)增加，裂紋擴(kuò)展。3影響因素：鋼筋疲勞強(qiáng)度主要與鋼筋的疲勞應(yīng)力變化的幅值有關(guān)。由于承受重復(fù)性荷載的作用，鋼筋的疲勞強(qiáng)度低于其在靜荷載作用下的極限強(qiáng)度。原狀鋼筋疲勞強(qiáng)度最低。埋置在砼中鋼筋的疲勞斷裂通常發(fā)生在純彎段內(nèi)裂縫截面附近，疲勞強(qiáng)度稍高。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。241.1.6鋼筋應(yīng)力應(yīng)變的數(shù)學(xué)模型1完全彈塑性雙線型模型雙直線模型適用于流幅較長(zhǎng)的低強(qiáng)度鋼材

模型將鋼筋的應(yīng)力－應(yīng)變曲線簡(jiǎn)化為圖1－9（a）所示的兩段直線，不計(jì)屈服強(qiáng)度的上限和由于應(yīng)變硬化而增加的應(yīng)力2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。251.1.7鋼筋應(yīng)力應(yīng)變的數(shù)學(xué)模型2完全彈塑性強(qiáng)化三線型模型三折線模型適用于流幅較短的軟鋼

可以描述屈服后立即發(fā)生應(yīng)變硬化（應(yīng)力強(qiáng)化）的鋼材，正確地估計(jì)高出屈服應(yīng)變后的應(yīng)力。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。263

彈塑性雙斜線型模型雙斜線型模型適用于沒(méi)有流幅的高強(qiáng)度鋼筋或鋼絲2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。271.2.1混凝土立方體抗壓強(qiáng)度

雖然實(shí)際工程中的混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)一般處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)，但是單向受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度是復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下強(qiáng)度的基礎(chǔ)和重要參數(shù)。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。281.2.1混凝土立方體抗壓強(qiáng)度

混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比有很大關(guān)系，骨料的性質(zhì)、混凝土的級(jí)配、混凝土成型方法、硬化時(shí)的環(huán)境條件及混凝土的齡期等也不同程度地影響混凝土的強(qiáng)度。試件的大小和形狀、試驗(yàn)方法和加載速度也影響混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，各國(guó)對(duì)各種單向受力下的混凝土強(qiáng)度都規(guī)定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)。29

砼立方體強(qiáng)度的定義：立方體試件的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，我國(guó)把立方體強(qiáng)度值作為混凝土強(qiáng)度的基本指標(biāo)，并把立方體抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)《規(guī)范》規(guī)定：，用?cu,k表示，單位N/mm2。1混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的定義和強(qiáng)度等級(jí)換句話：混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。30立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（?cu,k）兩重含義：1、采用邊長(zhǎng)為150㎜的立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度為17～23℃，濕度在90％以上）下養(yǎng)護(hù)28d，按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法加壓到破壞測(cè)得的立方體抗壓強(qiáng)度。2、作為標(biāo)準(zhǔn)值，所測(cè)得的混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度不小于該值的保證率為95％，也即強(qiáng)度低于該值的概率不大于5％。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。31

《規(guī)范》規(guī)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。《規(guī)范》規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14個(gè)等級(jí)。例如，C30表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為30N/mm2。其中C50～C80屬于高強(qiáng)度混凝土范疇。砼強(qiáng)度等級(jí)規(guī)定：2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第31頁(yè)。32

試件在試驗(yàn)機(jī)上單向受壓時(shí)，豎向縮短，橫向擴(kuò)張，由于混凝土與壓力機(jī)墊板彈性模量和橫向變形系數(shù)不同，壓力機(jī)墊板的橫向變形明顯小于砼的，墊板通過(guò)接觸面上的摩擦力約束混凝土試塊橫向變形，測(cè)得的抗壓強(qiáng)度較高。2影響混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的因素

試驗(yàn)方法涂潤(rùn)滑劑破壞時(shí)出現(xiàn)垂直裂縫砼試塊破壞時(shí)形成兩個(gè)對(duì)頂?shù)慕清F形破壞面標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是不涂潤(rùn)滑劑壓力試驗(yàn)機(jī)墊板墊板與砼摩擦形成套箍作用抗壓強(qiáng)度較高抗壓強(qiáng)度較低2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第32頁(yè)。33

加載速度越快，測(cè)值越大。通常規(guī)定加載速度為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C30時(shí)，取每秒0.3～0.5N/mm2；高于或等于C30時(shí)，取每秒0.5～0.8N/mm2。加載速度2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第33頁(yè)。34《規(guī)范》規(guī)定，素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15，,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20；當(dāng)采用400MPa及以上鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C25。3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40，且不應(yīng)低于C30。承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30.2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第34頁(yè)。351.2.2混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

混凝土抗壓強(qiáng)度與試件形狀有關(guān)，采用棱柱體比立方體能更好的反映混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗壓能力。用混凝土棱柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度稱為軸心抗壓強(qiáng)度。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第35頁(yè)。361.2.2混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

我國(guó)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》規(guī)定以150mm×150mm×300mm的棱柱體作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件。試件制作同立方體試件，試件上下表面不涂潤(rùn)滑劑。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第36頁(yè)。37

由于棱柱體試件的高度越大，試驗(yàn)機(jī)壓板與試件之間摩擦力對(duì)試件高度中部的橫向變形的約束影響越小。但是，當(dāng)高寬比達(dá)到一定值后，這種影響就不明顯了。

棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度都比立方體強(qiáng)度值小，并且棱柱體試件高寬比越大，強(qiáng)度越小。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第37頁(yè)。38

在確定棱柱體試件尺寸時(shí)，一方面要考慮到試件具有足夠的高度以不受試驗(yàn)機(jī)壓板與試件承壓面間摩擦力的影響，在試件的中間區(qū)段形成純拉狀態(tài)，同時(shí)也要考慮到避免試件過(guò)高，在破壞前產(chǎn)生的附加偏心而降低抗壓極限強(qiáng)度。根據(jù)資料，一般認(rèn)為試件的高寬比為2～3時(shí)，可以基本消除上述兩種因素的影響?！兑?guī)范》規(guī)定以上述棱柱體試件測(cè)得具有95％保證率的抗壓強(qiáng)度為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用?ck表示。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第38頁(yè)。39

混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值由立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k經(jīng)計(jì)算確定。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第39頁(yè)。40知識(shí)點(diǎn)：混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

c1為棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50及以下的取

c1＝0.76，對(duì)C80取

c1＝0.82，在此之間按直線規(guī)律變化取值。

c2為高強(qiáng)度混凝土的脆性折減系數(shù)，對(duì)C40及以下取

c2＝1.00，對(duì)C80取0.87，中間按直線規(guī)律取值。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修正系數(shù)。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第40頁(yè)。411.2.3混凝土軸心抗拉強(qiáng)度

砼的抗拉強(qiáng)度對(duì)砼構(gòu)件多方面的工作性能有重要影響，而且在構(gòu)件的抗裂、抗扭、抗沖切等計(jì)算中還常直接利用砼的抗拉強(qiáng)度，新規(guī)范在抗剪計(jì)算中亦考慮的抗拉強(qiáng)度。砼抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度，僅抗壓強(qiáng)度的5％～10％

。

在鋼筋砼構(gòu)件的破壞階段，處于受拉工作狀態(tài)的砼一般早已開(kāi)裂，故在構(gòu)件的承載力計(jì)算多數(shù)情況下是不考慮受拉砼工作的。因此，砼的抗拉強(qiáng)度也是一項(xiàng)必須確定的重要指標(biāo)。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第41頁(yè)。42

采用直接軸心受拉的試驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定。但是由于混凝土內(nèi)部的不均勻性，加之安裝試件的偏差等原因，準(zhǔn)確測(cè)定抗拉強(qiáng)度很困難。國(guó)內(nèi)外常用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來(lái)間接測(cè)試砼的軸心抗拉強(qiáng)度。測(cè)定方法2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第42頁(yè)。431混凝土軸心抗拉強(qiáng)度測(cè)定方法－直接測(cè)試法116

對(duì)兩端預(yù)埋鋼筋的棱柱體試件（鋼筋位于試件軸線上）施加拉力，試件破壞時(shí)的平均拉應(yīng)力即為砼的抗拉強(qiáng)度，這種測(cè)試對(duì)試件尺寸及鋼筋位置要求較嚴(yán)。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第43頁(yè)。44

采用邊長(zhǎng)為a的立方體試件，通過(guò)5mm的方鋼墊條采用壓力試驗(yàn)機(jī)施加壓力F。試件破壞時(shí)，被劈裂成兩半。2混凝土軸心抗拉強(qiáng)度測(cè)定方法－劈拉測(cè)試法5mm方鋼條壓拉

試驗(yàn)表明劈拉強(qiáng)度略大于直接受拉強(qiáng)度，劈裂試件大小對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定影響。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第44頁(yè)。453混凝土軸心抗拉強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的關(guān)系

其中系數(shù)0.395和指數(shù)0.55為軸心抗拉強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的折算關(guān)系，是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后確定的。等級(jí)C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60-C80δ0.210.180.160.140.130.120.120.110.110.10混凝土強(qiáng)度的變異系數(shù)δ2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第45頁(yè)。461.2.6復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土的強(qiáng)度

實(shí)際砼構(gòu)件中砼的應(yīng)力大多是處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。框架梁、柱，節(jié)點(diǎn)區(qū)砼受力更復(fù)雜。至今尚未建立完善的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度理論。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第46頁(yè)。471砼雙向受力強(qiáng)度－雙向拉壓（壓拉）雙向受拉區(qū)：一向抗拉強(qiáng)度與另向拉應(yīng)力大小基本無(wú)關(guān)，雙向抗拉強(qiáng)度基本等于單向抗拉強(qiáng)度；雙向受壓區(qū)：一向強(qiáng)度隨另向壓應(yīng)力增加而增加；拉壓區(qū)：抗壓強(qiáng)度幾乎隨另向拉應(yīng)力增加而線性降低，砼強(qiáng)度均低于單向拉壓強(qiáng)度。雙向受壓區(qū)雙向受拉區(qū)拉壓區(qū)拉壓區(qū)對(duì)稱線2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第47頁(yè)。481混凝土雙向受力強(qiáng)度——剪壓或剪拉軸拉純剪剪壓軸壓（1）剪應(yīng)力的存在，砼抗壓強(qiáng)度要低于單向抗壓強(qiáng)度；（2）壓應(yīng)力低時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而增大；（3）當(dāng)壓應(yīng)力約超過(guò)0.6?c時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而減小。（4）剪應(yīng)力的存在也會(huì)使抗拉強(qiáng)度降低。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第48頁(yè)。492混凝土三向受壓強(qiáng)度

由于受到側(cè)向壓力約束作用，最大主壓應(yīng)力軸抗壓強(qiáng)度σ1有較大增長(zhǎng)，其變化規(guī)律隨兩側(cè)向壓應(yīng)力（σ2、σ3）的比值和大小而不同。（4.0～7.0）—側(cè)向應(yīng)力系數(shù)，側(cè)向壓力較低時(shí)得到的系數(shù)值較高。

常規(guī)的三軸受壓是在圓柱體周圍加液壓，在兩側(cè)向等壓（σ2＝σ3＝σr）的情況下進(jìn)行的。

當(dāng)側(cè)向液壓值不很大時(shí)，最大主壓應(yīng)力軸的抗壓強(qiáng)度隨兩側(cè)向應(yīng)力的增大而提高，由試驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)公式為：2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第49頁(yè)。50

在工程實(shí)踐中，為了進(jìn)一步提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，常常用橫向鋼筋約束混凝土。但更主要的是橫向鋼筋可以提高混凝土耐受變形的能力。這對(duì)提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能具有重要意義。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第50頁(yè)。51

混凝土由于硬化過(guò)程中的收縮以及溫度和濕度變化也會(huì)產(chǎn)生變形。1.3混凝土的變形變形是混凝土的一個(gè)重要力學(xué)性能。受力變形直接在載荷作用下所產(chǎn)生的變形；體積變形2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第51頁(yè)。521.3.1短期加載時(shí)混凝土的變形1混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系（受拉基本相同）

混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線是砼力學(xué)性能的一個(gè)重要方面，是鋼筋砼構(gòu)件應(yīng)力分析、建立強(qiáng)度和變形計(jì)算理論不可少的依據(jù)。比例極限彈性階段裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段裂縫不穩(wěn)定擴(kuò)展階段下降段峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展階段收斂段典型的混凝土應(yīng)力——應(yīng)變?nèi)€2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第52頁(yè)。53

砼在加荷前就已存在微裂縫，是因?yàn)樵谄淠Y(jié)初期由于水泥石收縮、骨料下沉等原因，在水泥石和骨料間的交界面上形成的。在外力作用下，微裂縫將有一個(gè)發(fā)展過(guò)程，砼的破壞過(guò)程是裂縫不斷產(chǎn)生、擴(kuò)展和失穩(wěn)的過(guò)程。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第53頁(yè)。54短期加載時(shí)混凝土的變形三個(gè)階段

第Ⅰ階段：應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系接近于直線。砼內(nèi)部已存在微裂縫但沒(méi)有發(fā)展。砼的變形主要是骨料和水泥結(jié)晶體的彈性變形上升段比例極限彈性階段裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段裂縫不穩(wěn)定擴(kuò)展階段下降段峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展階段收斂段2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第54頁(yè)。55比例極限彈性階段裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段裂縫不穩(wěn)定擴(kuò)展階段下降段峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展階段收斂段第Ⅱ階段：隨著荷載的增大，砼內(nèi)部裂縫不斷產(chǎn)生、發(fā)展。這些裂縫仍然處于穩(wěn)定狀態(tài)。應(yīng)力不增加，裂縫不發(fā)展。我們把臨界點(diǎn)B相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為長(zhǎng)期受壓強(qiáng)度的依據(jù)。？

由于不可恢復(fù)的變形明顯增加，應(yīng)力應(yīng)變曲線彎向應(yīng)變軸，橫向變形系數(shù)增大。表現(xiàn)出明顯的非彈性特征。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第55頁(yè)。56比例極限彈性階段裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段裂縫不穩(wěn)定擴(kuò)展階段下降段峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展階段收斂段

第Ⅲ階段：隨著荷載的增大，裂縫寬度和數(shù)量急劇增加。曲線斜率急劇減小。即使應(yīng)力不增加，裂縫也會(huì)持續(xù)開(kāi)展。在高應(yīng)力狀態(tài)下，砼內(nèi)部微裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)槊黠@的縱向裂縫，試件開(kāi)始破壞。峰值應(yīng)力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?yōu)榉逯祽?yīng)變。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第56頁(yè)。57比例極限彈性階段裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段裂縫不穩(wěn)定擴(kuò)展階段下降段峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展階段收斂段

從以上砼破壞過(guò)程分析可以得出結(jié)論：砼受壓破壞是由于砼內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展所致。

所以如果對(duì)砼橫向變形加以約束，限制裂縫開(kāi)展，可以提高其縱向受壓強(qiáng)度。具體措施？

問(wèn)題：有什么有效措施能提高其縱向受壓強(qiáng)度？2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第57頁(yè)。58下降段峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展階段收斂段

峰值應(yīng)力后，裂縫迅速發(fā)展，應(yīng)力逐漸減小，呈現(xiàn)明顯下降段。一般情況，開(kāi)始下降較快，曲線坡度較陡，然后曲線坡度開(kāi)始變緩，經(jīng)拐點(diǎn)D后更為平緩，在之后曲線中曲率最大點(diǎn)為E點(diǎn)。E之后主裂縫已很寬，結(jié)構(gòu)內(nèi)聚力已耗盡，對(duì)于無(wú)側(cè)向約束的混凝土已失去結(jié)構(gòu)的意義。下降段

下降段表達(dá)了混凝土耐受變形的能力，即E點(diǎn)所對(duì)應(yīng)應(yīng)變?yōu)槠錁O限壓應(yīng)變。注：一般的壓力試驗(yàn)機(jī)是無(wú)法得到砼的應(yīng)力應(yīng)變曲線的下降段的。P122-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第58頁(yè)。59

不同強(qiáng)度砼應(yīng)力－應(yīng)變曲線有相似形狀。但隨著混凝土強(qiáng)度提高，盡管上升段和峰值應(yīng)變變化不很顯著，但是下降段的形狀有顯著差異。砼強(qiáng)度越高，下降段越陡，延性越差。知識(shí)點(diǎn)：砼強(qiáng)度等級(jí)對(duì)其應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第59頁(yè)。60知識(shí)點(diǎn)：配置橫向鋼筋對(duì)混凝土變形的影響配置矩形箍筋約束砼試件全曲線曲線基本重合

當(dāng)超過(guò)臨界應(yīng)力（0.8fc）后，隨配箍量增加和箍筋間距減小，約束砼曲線峰值應(yīng)力有所提高，峰值應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)較為明顯，而下降段變化最顯著。

應(yīng)力到達(dá)無(wú)約束砼試件臨界應(yīng)力前箍筋作用不明顯。

在此：箍筋延緩了裂縫擴(kuò)展，提高了裂縫面上摩擦咬合力，使應(yīng)力下降減緩，改善了砼后期變形能力。

承受地震作用構(gòu)件如梁、柱和節(jié)點(diǎn)區(qū)，采用間距較密的箍筋約束砼可以有效提高構(gòu)件延性。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第60頁(yè)。612混凝土受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線數(shù)學(xué)模型（1）混凝土單軸受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線數(shù)學(xué)模型①Hognestad公式：上升段為二次拋物線，下降段為斜直線；②R?sh公式：上升段采用二次拋物線，下降段采用水平直線。Hognestad公式R?sh公式2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第61頁(yè)。62③我國(guó)《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010采用的模型如下圖所示：模型采用拋物線上升段和直線水平段形式。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第62頁(yè)。633混凝土模量和彈性系數(shù)P15

計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、溫度變化和支座沉降產(chǎn)生的內(nèi)力以及預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的預(yù)壓應(yīng)力時(shí)，通常近似地把砼看作彈性材料分析，此時(shí)，就需要用到砼的彈性模量。但對(duì)砼來(lái)說(shuō)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為一曲線，在不同的受力階段，應(yīng)力和應(yīng)變之間的變形模量是一個(gè)變數(shù)，因此怎樣恰當(dāng)規(guī)定砼的彈性指標(biāo)成為我們要解決的首要問(wèn)題。問(wèn)題的提出：2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第63頁(yè)。64變形模量的三種表示方法變形模量與原點(diǎn)彈性模量關(guān)系（引入彈性系數(shù)）其取值為:切線模量砼的模量表達(dá)

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0

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p2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第64頁(yè)。654混凝土彈性模量測(cè)定

我國(guó)《規(guī)范》彈性模量測(cè)定方法：采用棱柱體或圓柱體試件，取應(yīng)力上限為0.3fc，重復(fù)加載5～10次。由于混凝土的非彈性性質(zhì)，每次卸載到零時(shí)，存在殘余變形。但是隨著荷載重復(fù)次數(shù)的增加，殘余變形逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定，應(yīng)力應(yīng)變趨于直線。該直線的斜率就是混凝土的彈性模量?；炷潦軌簭椥阅Ａ颗c受拉彈性模量大致相等。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第65頁(yè)。661.3.2混凝土在重復(fù)荷載作用下的變形加載曲線：凸向應(yīng)力軸——轉(zhuǎn)向凸向應(yīng)變軸——循環(huán)若干次后，由于累積變形超過(guò)砼變形能力而突然破壞——疲勞情形（1）σ<(0.4-0.5)fc特點(diǎn)：加卸載循環(huán)多次，形成塑性變形積累：塑性變形積累收斂加卸載滯回環(huán)越來(lái)越接近于直線Ec測(cè)定情形（2）σ>(0.4-0.5)fc塑性變形積累發(fā)散2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第66頁(yè)。671.3.3混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的變形－徐變徐變―在不變的應(yīng)力長(zhǎng)期持續(xù)作用下，變形隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象。徐變?cè)缙诎l(fā)展較快。六個(gè)月內(nèi)完成約70%－80%；一年可完成90%；2－3年后徐變基本終止。－加載瞬時(shí)變形－徐變變形P－卸載后彈性后效－殘余變形－卸載瞬時(shí)恢復(fù)變形兩年后卸載時(shí)徐變恢復(fù)情況2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第67頁(yè)。68砼徐變影響因素內(nèi)在因素

混凝土的組成配比。骨料的彈性模量越大，骨料的體表比（構(gòu)件的體積與其表面積比）越大，徐變?cè)叫?。水灰比越小，徐變?cè)叫?。環(huán)境因素

養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫濕度影響。受荷前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變?cè)叫?。試件受荷所處使用環(huán)境的溫度越高，濕度越低，徐變?cè)酱蟆＜锤邷馗稍锃h(huán)境下徐變?cè)酱?。?yīng)力條件

加荷時(shí)砼的齡期和施加出初應(yīng)力水平影響。加荷時(shí)試件齡期越長(zhǎng)，徐變?cè)叫?；初?yīng)力越大，徐變?cè)酱蟆?-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第68頁(yè)。69初應(yīng)力大小對(duì)砼徐變的影響徐變隨時(shí)間不收斂。其增長(zhǎng)可能超過(guò)砼的變形能力而使得砼突然破壞。所以σ＝0.8fc為砼長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。砼構(gòu)件在使用期間，應(yīng)當(dāng)避免經(jīng)常處于不變的高應(yīng)力狀態(tài)。線性徐變,徐變隨時(shí)間增長(zhǎng)具有收斂性曲線趨于一水平漸近線。非線性徐變,徐變變形隨時(shí)間增長(zhǎng)，可能隨應(yīng)力增大而發(fā)散。初應(yīng)力對(duì)徐變的影響2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第69頁(yè)。70砼徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

變形增大，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力重分布及截面應(yīng)力重分布，引起應(yīng)力松弛，引起偏壓構(gòu)件偏心距增大。但是徐變有時(shí)也有利的一面：有利于充分發(fā)揮材料強(qiáng)度。長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)，應(yīng)力降低。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第70頁(yè)。71PAsPAs

s1

c1P

C2As

s2徐變：

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砼徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

以鋼筋混凝土柱為例，加載時(shí)，混凝土和鋼筋共同承擔(dān)P且兩者是同時(shí)變形的，即兩者壓應(yīng)變相同。鋼砼柱

假設(shè)T時(shí)間后，混凝土發(fā)生了徐變，但由于鋼筋的存在（忽略鋼筋的徐變），構(gòu)件的徐變比砼的要小。砼的徐變帶動(dòng)鋼筋進(jìn)一步被壓縮，從而導(dǎo)致鋼筋所承擔(dān)的壓力相應(yīng)增加，其壓應(yīng)力也增加；砼壓應(yīng)力減?。?？）。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第71頁(yè)。721.3.4混凝土的收縮變形收縮——混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積隨時(shí)間縮小的現(xiàn)象（混凝土在水中結(jié)硬體積產(chǎn)生膨脹，混凝土收縮量比膨脹量大得多）。砼收縮早期發(fā)展較快，一周完成1/4，一個(gè)月完成1/2，三個(gè)月后增長(zhǎng)緩慢，兩年后基本穩(wěn)定。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第72頁(yè)。731.3.4混凝土的收縮變形（1）水灰比和水泥用量越大，收縮越大；（2）骨料級(jí)配越好，收縮越?。唬?）振搗越密實(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)濕度越大，收縮越小；（4）環(huán)境溫度越高，收縮越大；（5）高強(qiáng)水泥的收縮較大；（6）構(gòu)件的體表比越大，收縮越小。1影響砼收縮的因素2砼收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不利影響：引起宏觀的收縮裂縫，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失等。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第73頁(yè)。74As

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例如：鋼筋混凝土構(gòu)件中，混凝土自由收縮，鋼筋隨之收縮，結(jié)果構(gòu)件中鋼筋受壓，混凝土受拉。當(dāng)其拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)，構(gòu)件開(kāi)裂?；炷恋氖湛s變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第74頁(yè)。751.4鋼筋與混凝土的共同工作1.4.1粘結(jié)與粘結(jié)力定義

粘結(jié)是指鋼筋與周圍砼界面間的一種相互作用，粘結(jié)力是指鋼筋砼受力后沿其接觸面上產(chǎn)生的一種剪應(yīng)力。2-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第75頁(yè)。761.4鋼筋與混凝土的共同工作

錨固粘結(jié)應(yīng)力：兩種粘結(jié)應(yīng)力錨固長(zhǎng)度和延伸長(zhǎng)度(a,b)錨固長(zhǎng)度：鋼筋伸進(jìn)支座或連續(xù)梁中承擔(dān)負(fù)彎矩的上部鋼筋在跨中截?cái)鄷r(shí)，需延伸的一段長(zhǎng)度。通過(guò)此延伸長(zhǎng)度上粘結(jié)應(yīng)力的積累使鋼筋中建立起能發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度的應(yīng)力。

兩相鄰開(kāi)裂截面之間產(chǎn)生。保證開(kāi)裂截面鋼筋與砼之間的應(yīng)力傳遞(c)P191局部粘結(jié)應(yīng)力：開(kāi)裂截面處鋼筋伸入支座支座負(fù)彎矩鋼筋跨間截?cái)?-鋼筋混凝土材料力學(xué)性能全文共85頁(yè)，當(dāng)前為第76頁(yè)。772、粘結(jié)力組成膠著力混凝土收縮裹壓鋼筋產(chǎn)生。由于砼凝固時(shí)收縮，對(duì)鋼筋產(chǎn)生垂直于摩擦面的壓應(yīng)力。這種壓應(yīng)力越大，接觸面的粗糙程度越大，摩阻力越大。

鋼筋表面凹凸不平引起。對(duì)于光面鋼筋這種咬合力來(lái)自表面的粗糙不平。光面鋼筋的粘結(jié)：鋼筋和砼接觸面上的化學(xué)吸附作用力。澆注時(shí)水泥漿體對(duì)鋼筋表面氧化層的滲透及水化時(shí)水泥晶體的生長(zhǎng)和硬化。一般很小，僅在受