混凝土结构材料的物理力学性能ppt课件.ppt

混凝土结构设计原理,第二章混凝土结构材料的物理力学性能,1,本章要点,理解混凝土单轴向受压的应力-应变曲线及其应用；了解混凝土和钢筋的主要力学指标、性能和工程应用；理解钢筋与混凝土粘结的重要性和机理，知道钢筋锚固长度的要求。,一、混凝土的组成结构,1结构组成：水和水泥形成的水泥胶块把砂石骨料粘结在一起。水泥结晶体和砂石骨料组成混凝土的弹性骨架，承受外力，并使混凝土具有弹性变形的特点。水泥凝胶体做为填充材料，起调整和扩散应力的作用，并使混凝土具有塑性变形的特点。2特点：混凝土的强度随时间的增长而增长；界面微裂缝和孔隙是受力破坏的起源；砼属于非均质不连续各向异性材料。,2-1混凝土的物理力学性能,二、单轴向应力状态下的混凝土强度,1混凝土强度等级：,混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的立方体抗压强度fcu,k。,混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（203，90%湿度）养护28天，用标准试验方法,测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2。,规范根据强度范围，划分为:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个强度等级，级差为5N/mm2。,标准试块：150150150,非标准试块：100100100换算系数0.95200200200换算系数1.05,尺寸效应:,承压板,试块,摩擦力,不涂润滑剂,涂润滑剂,强度大于,我国规范的方法：不涂润滑剂加载速率：每秒钟0.30.5N/mm2（25mm后，锚固长度应乘以修正系数1.1。,砼强度粘结强度随砼强度的提高而提高，但不成线性关系。试验表明，钢筋的粘结强度与砼抗拉强度大致成比例关系。,钢筋保护层厚度和钢筋间距对于变形钢筋，当砼保护层太薄时，外围砼将可能发生径向劈裂而导致粘结强度降低。；钢筋间距太小时，可能因水平劈裂而使得保护层崩落，从而使粘结强度明显降低。,横向钢筋的影响其可延缓内裂缝和劈裂裂缝的发展，提高粘结强度。,钢筋锚固区有横向压力时的影响在锚固范围内存在侧压力，可增加钢筋和混凝土界面的摩擦力，提高粘结强度。,五、钢筋的锚固,1基本锚固长度lab,混凝土结构设计规范GB500102010规定的受拉钢筋锚固长度lab为钢筋的基本锚固长度。,图2-27钢筋的受拉锚固长度计算简图,2受拉钢筋的锚固,实际结构中的受拉钢筋锚固长度还应根据锚固条件的不同按下式计算，并不小于200mm。,1）当带肋钢筋的公称直径大于25mm时，取1.10；2）环氧树脂涂层带肋钢筋取1.25；3）施工过程中易扰动的钢筋取1.10；4）当纵向受力钢筋的实际面积大于其设计计算面积时，修正系数取设计计算面积与实际配筋面积的比值，但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不应考虑此项修正；5）锚固钢筋的保护层厚度为3d时修正系数可取0.80，保护层厚度为5d时修正系数可取0.70，中间按内插取值，此处d为锚固钢筋直径；6）当多于上述一项时，可按连乘计算，但不应小于0.6；对预应力筋，可取1.0。,受拉钢筋的锚固长度,锚固区的横向构造钢筋,当锚固钢筋的保护层厚度不大于5d时，锚固长度范围内应配置直径不小于d/4的横向构造钢筋。,锚固措施,3受压钢筋的锚固,混凝土结构中的纵向受压钢筋，当计算中充分利用其抗压强度时，锚固长度不应小于相应受拉锚固长度的70%。受压钢筋不应采用末端弯钩和一侧贴焊锚筋的锚固措施。受压钢筋锚固长度范围内的横向构造钢筋与受检钢筋的相同。梁、板中纵向受力钢筋在支座处的锚固以及钢筋的连接将在第4章4.6中讲述。,课堂练习,1、对有明显流幅的钢筋，在计算承载力时以作为钢筋强度限值；对于没有明显流幅的钢筋，设计中一般取残余应变为时的应力，作为条件屈服点。2、混凝土强度等级为C30，即为30MPa，它具有的保证率。3、混凝土在长期不变荷载作用下将产生变形，混凝土随着水分的蒸发将产生变形。4、钢筋的塑性变形性能通常用和两个指标来衡量。,5、试验表明混凝土处于三向受压状态时，不仅可以混凝土的强度，而且可以大大提高混凝土的。故在实际中，通常在钢筋混凝土构件中设置或箍筋或来约束混凝土。6、钢筋与混凝土之间的粘结力由钢筋与混凝土之间的胶结力、和组成。,7、规范中对于混凝土中的钢筋连接，要求有一定的锚固长度或搭接长度，其主要作用是（）A.保证钢筋不被锈蚀B.保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结强度C.保证混凝土中钢筋的保护层尺寸D.无明显作用,8、收缩对结构会产生下列影响：（）A.变形增加B.产生裂缝C.使预应力钢筋应力损失D.强度降低9、徐变对结构会产生下列影响：（）A.徐变使构件变形增加B.徐变会降低构件承载力C.徐变使预应力钢筋应力损失D.