1砼结构材料性能ppt课件

1、混凝土第一章第第1章章 钢筋混凝土构造的根本概念及钢筋混凝土构造的根本概念及资料的物理力学性能资料的物理力学性能混凝土第一章引言引言 钢筋混凝土构造主要用钢筋和混凝土资料钢筋混凝土构造主要用钢筋和混凝土资料制造而成。为了合理地进展混凝土构造设制造而成。为了合理地进展混凝土构造设计，需求深化地了解混凝土和钢筋的受力计，需求深化地了解混凝土和钢筋的受力性能。对混凝土和钢筋力学性能，相互作性能。对混凝土和钢筋力学性能，相互作用和共同任务的了解，是掌握混凝土构造用和共同任务的了解，是掌握混凝土构造构件性能并对其进展分析与设计的根底。构件性能并对其进展分析与设计的根底。混凝土第一章内容提要内容提要 一、

2、钢筋混凝土构造的根本概念一、钢筋混凝土构造的根本概念 二、混凝土的强度二、混凝土的强度 三、混凝土的变形三、混凝土的变形 四、钢筋的强度与变形四、钢筋的强度与变形 五、钢筋的成分、级别和种类五、钢筋的成分、级别和种类 六、粘结机理六、粘结机理 七、影响粘结强度的要素七、影响粘结强度的要素混凝土第一章学习指点 教学要求：了解钢筋混凝土构造受力性能教学要求：了解钢筋混凝土构造受力性能的复杂性及配筋对其受力性能的影响。掌的复杂性及配筋对其受力性能的影响。掌握钢筋混凝土构造的优缺陷。掌握钢筋的握钢筋混凝土构造的优缺陷。掌握钢筋的种类及其物理力学特性。熟习钢筋混凝土种类及其物理力学特性。熟习钢筋混凝土构

3、造对钢筋性能要求。掌握混凝土各种强构造对钢筋性能要求。掌握混凝土各种强度目的及其特性。了解钢筋与混凝土粘结度目的及其特性。了解钢筋与混凝土粘结性能性能混凝土第一章学习指点 学习重点：学习重点： 1、钢筋混凝土梁与素混凝土梁的差别；、钢筋混凝土梁与素混凝土梁的差别； 2、钢筋与混凝土共同任务的条件；、钢筋与混凝土共同任务的条件； 3、钢筋混凝土构造的优缺陷；、钢筋混凝土构造的优缺陷； 4、钢筋的种类和力学性能的根本目的；、钢筋的种类和力学性能的根本目的； 5、钢筋的应力应变曲线；、钢筋的应力应变曲线； 6、混凝土的强度目的及强度等级；、混凝土的强度目的及强度等级； 7、混凝土的应力应变曲线；、混

4、凝土的应力应变曲线； 8、混凝土的各种模量；、混凝土的各种模量； 9、混凝土的徐变和收缩；、混凝土的徐变和收缩； 10、钢筋与混凝土之间的粘结力、钢筋与混凝土之间的粘结力混凝土第一章混凝土构造混凝土构造素混凝土构造：素砼主要用于以受压素混凝土构造：素砼主要用于以受压为主的根底、柱墩和一些非承重构造。为主的根底、柱墩和一些非承重构造。钢筋混凝土构造钢筋混凝土构造 预应力混凝土构造预应力混凝土构造 钢筋混凝土构造：是由配置受力的普通钢筋钢筋混凝土构造：是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的构或钢筋骨架的混凝土制成的构造。造。1.1混凝土第一章例：一跨度为4m，跨中作用集中荷载的简支梁，梁截

5、面尺寸200300mm，混凝土为C20。如下图：图0-14000AAFa)200300AAb)4000BBBB200300210316混凝土第一章柱：实验阐明，钢筋混凝土柱与素混凝土柱：实验阐明，钢筋混凝土柱与素混凝土柱相比，不仅承载力大为提高，而且受力柱相比，不仅承载力大为提高，而且受力性能也得到改善以下图性能也得到改善以下图混凝土第一章现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进展荷载实验：现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进展荷载实验：a) 素砼梁 极限荷载 P=3.6kN 由砼抗拉强度控制 破坏形状：脆性b) 钢筋砼梁 极限荷载 P=36kN 由钢筋受拉、砼受压而破坏 破坏形状：延性由此得出钢筋和混凝土结

6、合的有效性：由此得出钢筋和混凝土结合的有效性： 大大提高构造的承载力 构造的受力性能得到改善混凝土第一章钢筋混凝土构造不是钢筋和混凝土之间的钢筋混凝土构造不是钢筋和混凝土之间的恣意组合。恣意组合。其组合的原那么：发扬钢筋抗拉、抗压其组合的原那么：发扬钢筋抗拉、抗压强度高的特点；发扬混凝土抗压强度高，而防强度高的特点；发扬混凝土抗压强度高，而防止抗拉强度低的弱点。止抗拉强度低的弱点。1.1.2混凝土第一章板图 0-2PPPPee柱简支梁PPPP延续梁混凝土第一章1. 混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下可以很好地共同变形,完成其构造功能。2. 二者具有相近

7、的温度线膨胀系数，不会由于温度变化产生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。钢筋钢筋 st = 1.2 105混凝土混凝土 ct = 1.0 1.5 1053. 呈碱性的混凝土可以维护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。1.1.3 混凝土第一章1. 就地取材，节约钢筋：砼所用砂、石，就地取材，节约钢筋：砼所用砂、石，易于就地取材。近年有用工业废料制造人易于就地取材。近年有用工业废料制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善砼工骨料，或作为水泥的外加成分，改善砼的性能。钢筋和砼的资料强度得到充分发的性能。钢筋和砼的资料强度得到充分发扬，构造承载力与刚度比例适宜，单位应扬，构造承载力与

8、刚度比例适宜，单位应力价钱低，经济目的优于钢构造。力价钱低，经济目的优于钢构造。2. 耐久性好，耐火性好；砼是不良热导体，30mm厚砼维护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。3. 可模性好，便于构外型式的实现；4. 现浇或装配整体式构造的整体性好，刚度大。1.1.4优点：优点： 混凝土第一章1. 自艰苦自艰苦 =25kN/m3 轻骨料砼轻骨料砼 4.修补或撤除较困难。修补或撤除较困难。缺缺 点：点：2. 抗裂性差抗裂性差施加预应力。施加预应力。3.施工受气候条件影响较大施工受气候条件影响较大;混凝土第一章1.2.1 1.2.1 钢筋的种类和级别钢筋的种类和级别1.按化学成分碳素钢碳

9、素钢普通低合金钢普通低合金钢(参与少量低参与少量低 合金元合金元素素,强度、塑性均提高比如：强度、塑性均提高比如：20MnSi,20MnSiV1.2低碳钢含碳量少低碳钢含碳量少于于0.25%中碳钢含碳量中碳钢含碳量在在0.25%0.6%高碳钢含碳量高碳钢含碳量大于大于0.6%)钢筋的要求：较高的强度，良好的塑性和可焊性，与混凝钢筋的要求：较高的强度，良好的塑性和可焊性，与混凝土有较好的粘结性能。土有较好的粘结性能。 混凝土第一章2.按钢筋的加工方法按钢筋的加工方法:热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋、热处置钢筋、钢丝肋钢筋、热处置钢筋、钢丝 用于钢筋混凝土桥梁构造的钢筋

10、主要选取：热轧钢筋、碳用于钢筋混凝土桥梁构造的钢筋主要选取：热轧钢筋、碳素钢丝、精轧螺纹钢筋等三类素钢丝、精轧螺纹钢筋等三类热轧钢筋：将钢材在高于再结晶温度形状下，用机械方法热轧钢筋：将钢材在高于再结晶温度形状下，用机械方法轧制成不同外形的钢筋。轧制成不同外形的钢筋。碳素钢丝：又称高强钢丝，普通是将热轧钢筋碳素钢丝：又称高强钢丝，普通是将热轧钢筋8高碳钢高碳钢盘条加热到盘条加热到850950，并经在，并经在500 600的铅浴中淬火，的铅浴中淬火，使其具有较高的塑性，然后再经酸洗，镀铜，拉拔、娇直、使其具有较高的塑性，然后再经酸洗，镀铜，拉拔、娇直、回火、卷盘等工艺消费而得。回火、卷盘等工艺消

11、费而得。混凝土第一章 常见的碳素钢丝有：常见的碳素钢丝有： 光面钢丝：以多根钢丝组成钢丝束或由假设干根光面钢丝：以多根钢丝组成钢丝束或由假设干根钢丝纽结成钢绞线得方式运用。桥梁常用有：钢丝纽结成钢绞线得方式运用。桥梁常用有：12二股二股13三股三股17七股七股d=9.515.2mm 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝 刻痕钢丝刻痕钢丝 适用于先张法适用于先张法d49mm.精轧螺纹钢筋：精轧螺纹钢筋：d=18mm,25mm,32mm,40mm四四种，强度较高，主要用于中小跨径得预应力桥梁种，强度较高，主要用于中小跨径得预应力桥梁构件。构件。混凝土第一章 3、按强度等级分见表、按强度等级分见表11 级：级：R2

12、35 ，低碳钢，其强度较低，但塑性和可，低碳钢，其强度较低，但塑性和可焊性能较好，公称直径范围焊性能较好，公称直径范围820mm; 级：级：HRB335，普通低合金钢，强度、塑性和，普通低合金钢，强度、塑性和可焊性等综合性能较好，钢筋外表带肋与混凝土可焊性等综合性能较好，钢筋外表带肋与混凝土粘结性能也较好。公称直径：粘结性能也较好。公称直径：650mm，引荐采，引荐采用普通不超越用普通不超越32mm。 级：级： HRB400，公称直径，公称直径650mm； KL400,钢筋经过热轧后立刻穿水，进展外表冷却，钢筋经过热轧后立刻穿水，进展外表冷却，然后利用心部余热本身完成回火处置。公称直径然后利用

13、心部余热本身完成回火处置。公称直径840mm。 公称直径：相当于横截面积相等得光面钢筋的直公称直径：相当于横截面积相等得光面钢筋的直径。径。混凝土第一章3、热轧钢筋按、热轧钢筋按外型特征分外型特征分 热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋R235，d=820,热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋HRB335,HRB400,KL400月牙肋月牙肋 纹路与肋不相交，纹路与肋不相交，不易产生应力集中、粘结强度不易产生应力集中、粘结强度略低于等高肋钢筋。略低于等高肋钢筋。等高肋等高肋螺旋纹、人字纹与螺旋纹、人字纹与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。易产生应力集中。混凝土第一章光面圆钢筋

14、光面圆钢筋螺旋纹钢筋螺旋纹钢筋人字纹钢筋人字纹钢筋月牙纹钢筋月牙纹钢筋混凝土第一章1.2.2 1.2.2 钢筋的力学性能钢筋的力学性能( (强度与变形强度与变形) )等等 一、钢筋的 曲线lPPAAPll由力学性能不同分成：由力学性能不同分成：软钢：有明显屈服台阶软钢：有明显屈服台阶的钢筋的钢筋(热轧钢筋、冷拉热轧钢筋、冷拉钢筋钢筋)硬钢：无明显屈服台阶的硬钢：无明显屈服台阶的钢筋钢筋(高强碳素钢丝、钢高强碳素钢丝、钢绞线绞线)一软钢一软钢混凝土第一章混凝土第一章比例极限屈服强度极限强度o(N/mm2)bded流幅abc a比例极限比例极限 b屈服强度屈服强度( b屈服屈服上限上限c屈服下限屈

15、服下限e延伸率延伸率 d极限强度极限强度1、特征：四个阶四个阶 段：段：oa弹性阶段弹性阶段bc屈服阶段(cf)cd强化阶段(fd)de 颈缩阶段颈缩阶段四个点：四个点：混凝土第一章 2、钢筋主要物理力学目的：屈服强度、抗拉极限强度、伸长率、冷弯性能。屈服强度、抗拉极限强度、伸长率、冷弯性能。两个强度目的：两个强度目的： 1b点的屈服强度点的屈服强度是钢筋混凝土构造设计计算中是钢筋混凝土构造设计计算中强度取值的主要根据，由于钢筋应力到达屈服极限后，强度取值的主要根据，由于钢筋应力到达屈服极限后，荷载不添加，应变继续增大，使得钢筋混凝土裂痕开展荷载不添加，应变继续增大，使得钢筋混凝土裂痕开展过宽

16、，变形过大，构造不能正常运用。过宽，变形过大，构造不能正常运用。2d点的极限抗拉强度点的极限抗拉强度资料的实践破坏强度，衡资料的实践破坏强度，衡量钢筋经巨量变形后的抗拉才干，不能作为计算根据。量钢筋经巨量变形后的抗拉才干，不能作为计算根据。混凝土第一章屈强比极限抗拉强度屈服强度屈强比：表示构造的可靠性潜力，屈强比小那么构造屈强比：表示构造的可靠性潜力，屈强比小那么构造的可靠性高，但太小钢材利用率太低。但为了保证钢的可靠性高，但太小钢材利用率太低。但为了保证钢筋的综合强度性能，在检验钢筋的质量时，仍要保证筋的综合强度性能，在检验钢筋的质量时，仍要保证它的极限抗拉强度并满足检验规范的要求，特别在抗

17、它的极限抗拉强度并满足检验规范的要求，特别在抗震构造中，由于构件要进入大变形任务，思索到钢筋震构造中，由于构件要进入大变形任务，思索到钢筋能够受拉进入强化阶段。能够受拉进入强化阶段。 混凝土第一章3、钢筋的两个塑性目的、钢筋的两个塑性目的%100112lll冷弯性能：冷弯性能：弯心直径弯心直径冷弯角度冷弯角度dldl10511015伸长率：伸长率：混凝土第一章二硬钢二硬钢 1、应力应变关系a0.2%0.2 fu b 0.2的定义名义的定义名义屈服强度：屈服强度：相应于剩余应变相应于剩余应变 = 0.2%时的应力。时的应力。作为强度设计的根作为强度设计的根据。据。b85. 02 . 0混凝土第一

18、章1.2.3 1.2.3 钢材的冷加工钢材的冷加工 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。 冷加工的目的：改动钢材内部构造，提高冷加工的目的：改动钢材内部构造，提高 钢材强度，节约钢筋。钢材强度，节约钢筋。 冷加工对钢材性能的影响。冷加工对钢材性能的影响。混凝土第一章v冷拉钢筋冷拉钢筋v 将钢筋拉伸超越其屈服强度，放松，经一段时将钢筋拉伸超越其屈服强度，放松，经一段时间之后，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈服间之后，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈服强度值。如下图。强度值。如下图。v冷拉后，屈服强度提高了，屈服台阶变短冷拉后，屈服强度提高了，屈服台阶变短, ,伸长伸长率降低，钢材性量变硬变脆

19、。采用冷拉控制应力率降低，钢材性量变硬变脆。采用冷拉控制应力和冷拉率控制。抗压强度没有提高，计算仍取用和冷拉率控制。抗压强度没有提高，计算仍取用原来的抗压强度。原来的抗压强度。混凝土第一章图1-4o冷拉控制应力(N/mm2)冷拉率剩余变形oabccdd冷拉无时效冷拉经时效(a)(b)d1d2Pd2d1混凝土第一章v冷拔冷拔v 将钢筋用强力拔过硬质合金拔丝模，截面将钢筋用强力拔过硬质合金拔丝模，截面变变 小而长度添加，可同时提高钢材的抗拉小而长度添加，可同时提高钢材的抗拉和抗压强度。塑性降低很多。和抗压强度。塑性降低很多。v冷轧冷轧v 将热轧钢筋在常温下外表轧制成不同的外将热轧钢筋在常温下外表轧

20、制成不同的外形，强度提高，塑性降低。形，强度提高，塑性降低。v 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋采用低碳热轧盘圆进展冷采用低碳热轧盘圆进展冷轧减径，外表轧出月牙纹。轧减径，外表轧出月牙纹。v 冷轧扭钢筋冷轧扭钢筋钢筋经冷轧并经改动而成。钢筋经冷轧并经改动而成。混凝土第一章混凝土的组份：混凝土的组份：骨料骨料水泥结晶体水泥结晶体水泥凝胶体水泥凝胶体弹性变形的根底弹性变形的根底塑性变形的根底塑性变形的根底砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。1.3水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不同等级的砼。同等级的砼。混凝土第一章1.3

21、.1 1.3.1 混凝土的强度混凝土的强度1.混凝土立方体的抗压强度混凝土立方体的抗压强度 fcu：砼构造主要利用其抗压强度，因此抗压强度是最主砼构造主要利用其抗压强度，因此抗压强度是最主要和最根本的目的。要和最根本的目的。以每边边长为以每边边长为150mm的立方体为规范试件，在的立方体为规范试件，在202的温度、相对湿度在的温度、相对湿度在95%以上的潮湿空以上的潮湿空气中养护气中养护28d，按照规范制造方法和实验方法测得，按照规范制造方法和实验方法测得的抗压强度值以的抗压强度值以MPa为单位作为混凝土的立方为单位作为混凝土的立方体抗压强度，用符号体抗压强度，用符号fcu表示。表示。混凝土第

22、一章v影响砼强度的要素影响砼强度的要素v实验方法。试件尺寸。加载速度。龄期。实验方法。试件尺寸。加载速度。龄期。 由于尺寸效应的影响：由于尺寸效应的影响： fcu(150) = 0.95 fcu(100) fcu(150) = 1.05 fcu(200)混凝土第一章实验录像实验录像混凝土第一章常用等级：常用等级： C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50,C55, C60, C65, C70, C80.混凝土第一章混凝土第一章2. 轴心抗压强度轴心抗压强度 fc真实反映以受压为主的混凝土构造构件真实反映以受压为主的混凝土构造构件的抗压强度，的抗压强度，混凝土

23、第一章实验录像实验录像混凝土第一章3. 轴心抗拉强度轴心抗拉强度 ft混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多，混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多，为抗压强度为抗压强度 。18181直接测试方法直接测试方法(100X100X500)间接测试方法间接测试方法(劈裂实验劈裂实验)测试方测试方 法：法：混凝土第一章1直接拉伸测试方法：采用两端预埋钢筋的混凝直接拉伸测试方法：采用两端预埋钢筋的混凝土棱柱体测试轴心抗拉强度时如以下图，坚持土棱柱体测试轴心抗拉强度时如以下图，坚持试件轴心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的。试件轴心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的。混凝土内部构造不均匀，钢筋的预埋和试件的安装混

24、凝土内部构造不均匀，钢筋的预埋和试件的安装都难以对中，而偏心又对抗拉强度测试有很大的干都难以对中，而偏心又对抗拉强度测试有很大的干扰。扰。混凝土第一章2劈裂实验测试法：轴心受拉实验对中困难，常劈裂实验测试法：轴心受拉实验对中困难，常采用立方体或圆柱体劈裂实验测定砼的抗拉强度。采用立方体或圆柱体劈裂实验测定砼的抗拉强度。采用圆柱体或立方体的劈裂试件来测定采用圆柱体或立方体的劈裂试件来测定.(如以下如以下图图 混凝土第一章劈拉实验FdF拉压压混凝土第一章经过垫条施加线载荷经过垫条施加线载荷P，垂直截面上除垫条附近外，垂直截面上除垫条附近外，产生均匀拉应力，当拉应力到达产生均匀拉应力，当拉应力到达f

25、t时，试件对半劈时，试件对半劈裂。裂。AFAFfts637. 02fts(混凝土劈裂抗拉强度，F(劈裂破坏荷载，A试件劈裂面面积tstff9 . 0混凝土第一章实验录像实验录像混凝土第一章4. 复合应力形状下混凝土强度复合应力形状下混凝土强度 双向正应力作用：两个垂直平面上作用有法向应力,第三个平面上应力为零. (如图)1, 2 (压压) 强度添加1, 2 (拉压) 强度降低1, 2 (拉拉) 强度根本不变混凝土第一章混凝土第一章 正应力和剪应力作用混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低，当/fc0.50.7)时,抗剪强度随压应力的增大而增大, /fc0.50.7)时,抗剪强度随压应力的增大而

26、减小,混凝土第一章三向受压形状下混凝土强度混凝土第一章凝土强度提高的缘由是：由于侧向约束了混凝土凝土强度提高的缘由是：由于侧向约束了混凝土受压后横向变形，限制了混凝土内部裂痕的产生受压后横向变形，限制了混凝土内部裂痕的产生和开展，从而提高了混凝土在受压方向上的抗压和开展，从而提高了混凝土在受压方向上的抗压强度强度2cc :kffc抗压强度提高钢管砼钢管砼密配螺旋箍筋密配螺旋箍筋15工程运用：约束混工程运用：约束混凝土凝土混凝土第一章1.2.2 1.2.2 混凝土的变形混凝土的变形 受力变形受力变形 单调短期加载下的单调短期加载下的变形变形变形分类变形分类 长期长期荷载作用下的变形荷载作用下的变

27、形 多次反复加载的变多次反复加载的变形形 体积变形：混凝土收缩以及温度变化体积变形：混凝土收缩以及温度变化引起的变形引起的变形混凝土第一章混凝土第一章特征点：特征点：0 对应于峰值点应变 c0 = 0.002cu 混凝土极限压应变cu = (3.05.0)10-3fc 轴心抗压强度2影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要要素：影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要要素：a、混凝土的强度：上升段影响较小，下降段影响较、混凝土的强度：上升段影响较小，下降段影响较大。强度越高，延性越差。延性是资料接受变形的大。强度越高，延性越差。延性是资料接受变形的才干才干b、应变速率：应变速率小，峰值应力、应变速率：

28、应变速率小，峰值应力fc降低，降低， c0 增大，下降段曲线坡度显著地减缓。增大，下降段曲线坡度显著地减缓。c、 测试技术和实验条件测试技术和实验条件混凝土第一章混凝土第一章图1-8kcc0cecp0h混凝土弹性模混凝土弹性模量地三种表示量地三种表示方法方法1原点原点弹性模量：弹性模量：ce0c tgE16混凝土第一章v弹性模量测定方法弹性模量测定方法0.5fc510次)(74.342 . 210,5MPafEkcuc利用多次反复加载卸载利用多次反复加载卸载后应力应变关系趋于直线后应力应变关系趋于直线的性质求弹性模量。的性质求弹性模量。加载至加载至0.5fc0.5fc，卸载至，卸载至零，反复加

29、载卸载零，反复加载卸载5 51010次，应力次，应力应变曲线渐趋应变曲线渐趋稳定并接近于不断线，该稳定并接近于不断线，该直线的正切直线的正切tgtg即为砼的即为砼的弹性模量。弹性模量。弹性模量阅历公式：弹性模量阅历公式：17混凝土第一章2割线模量：割线模量：ccpcecececcpceccccEtgE193切线模量：切线模量：01.0cccddtgE 1104剪切模量：剪切模量：c = ce + cp18G = 0.4Ec混凝土第一章2. 混凝土在荷载长期作用下的变形混凝土在荷载长期作用下的变形 徐变徐变1定义：在荷载的长期作用下，混凝土的定义：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而添加，

30、亦即在应力不变的情况下，变形将随时间而添加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种景象被称为徐混凝土的应变随时间继续增长，这种景象被称为徐变。变。徐变：徐变：2徐徐变曲线：变曲线：混凝土第一章3混凝土徐变的缘由：混凝土徐变的缘由： 在荷载长期作用下，混凝土凝胶体中的水在荷载长期作用下，混凝土凝胶体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐发生粘性流动，分逐渐压出，水泥石逐渐发生粘性流动，微细空隙逐渐闭合，结晶体内部逐渐滑动，微细空隙逐渐闭合，结晶体内部逐渐滑动，微细裂痕逐渐发生等各种要素的综合结果。微细裂痕逐渐发生等各种要素的综合结果。(凝胶体的粘性流动要继续一个较长时间，凝胶体的粘性流动

31、要继续一个较长时间，内部裂痕不断产生和开展内部裂痕不断产生和开展混凝土第一章a初应力大小：初应力越大，徐变越大初应力大小：初应力越大，徐变越大徐变性质：徐变性质：线性徐变线性徐变 初应力初应力 c0.5fc 徐变与初应力呈正比徐变与初应力呈正比非线性徐变非线性徐变 c0.5fc0.8fc ，徐，徐变的增长较应力的增长为变的增长较应力的增长为快快 当当 c 0.8fc ，徐变开展最终导致破坏，徐变开展最终导致破坏4徐变的影响要素：徐变的影响要素：混凝土第一章 b加荷时混凝土的龄期：加载时龄期越短，徐变越大 c混凝土的组成成分和配合比：水泥用混凝土的组成成分和配合比：水泥用量越多，水灰比越大，徐变

32、越大；骨料强量越多，水灰比越大，徐变越大；骨料强度和弹性模量越高，徐变越小。度和弹性模量越高，徐变越小。 d养护和运用条件下的温度和湿度：养养护和运用条件下的温度和湿度：养护温度高、湿度大，徐变越小；受力后环护温度高、湿度大，徐变越小；受力后环境温度越高，湿度低，徐变就越大。境温度越高，湿度低，徐变就越大。混凝土第一章(5)徐变对构造的影响：徐变对构造的影响： 使构件的变形添加； 在截面中引起应力重分布； 在预应力混凝土构造中引起预应力损失。混凝土第一章3. 混凝土的非荷载变形混凝土的非荷载变形 收缩收缩1定义：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中定义：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时

33、间推移而减小的景象称为收缩。体积随时间推移而减小的景象称为收缩。混凝土第一章蒸汽养护常温养护051015200.10.20.30.4收缩(103)时间 (月)混凝土第一章(3)收缩的缘由收缩的缘由硬化初期水泥石在凝固过程硬化初期水泥石在凝固过程中产生的体积变化化学性中产生的体积变化化学性收缩，本身的体积收缩收缩，本身的体积收缩后期主要是混凝土内自在水分蒸后期主要是混凝土内自在水分蒸发而引起的干缩物理收缩，失发而引起的干缩物理收缩，失水枯燥水枯燥(4)影响收缩影响收缩的主要要素的主要要素混凝土的组成和配比混凝土的组成和配比构件的养护条件、运用环境的温度和构件的养护条件、运用环境的温度和湿度以及凡

34、是影响混凝土中水分坚持湿度以及凡是影响混凝土中水分坚持的要素的要素构件的体表比：比值越小，收缩越大构件的体表比：比值越小，收缩越大混凝土第一章5收缩对构造的影响收缩对构造的影响构件未受荷之前产生裂痕。超静定构造产生次内力。预应力构件中预应力损失预应力筋和混凝土一同回缩引起预应力损失。混凝土第一章 1.根本概念根本概念 粘结:钢筋和混凝土界面之间的一种相互作用力。 粘结应力：钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向的剪应力。 粘结强度：粘结失效钢筋被拔出或混凝土被劈裂时的最大平均粘结应力。1.3混凝土第一章 2.粘结的作用抵抗钢筋滑动，保证两种资料共同任务抵抗钢筋滑动，保证两种资料共同任务 1.3

35、3.粘结机理粘结机理(1)粘结力的组成粘结力的组成:化学胶着力化学胶着力:钢筋和混凝土外表的化学吸附作钢筋和混凝土外表的化学吸附作用用.摩擦力摩擦力:混凝土收缩紧握钢筋而产生的混凝土收缩紧握钢筋而产生的.机械咬合力机械咬合力:钢筋外表凹凸不平和混凝土之间钢筋外表凹凸不平和混凝土之间产活力械咬合力产活力械咬合力混凝土第一章lFsAsdmax2.粘结应力分析粘结应力分析(以拉拔实验为例以拉拔实验为例)udxdxdds)(42dxxdds)(4混凝土第一章a.应力分析： 加荷端钢筋加荷端钢筋 试件端混凝土：试件端混凝土： 应变差产生应变差产生，粘结应力，粘结应力将钢筋拉力逐渐向将钢筋拉力逐渐向混凝土

36、传送，钢筋的应力应变减小，而混凝混凝土传送，钢筋的应力应变减小，而混凝土的应力应变添加，直到长度土的应力应变添加，直到长度l处处c=s， 0sssssEAF,0, 0cc混凝土第一章b.结论： 1)粘结应力分布呈曲线形；粘结应力分布呈曲线形； 2光圆钢筋和带肋钢筋的粘结应力分布图光圆钢筋和带肋钢筋的粘结应力分布图形不同；形不同； 3带肋钢筋与混凝土的粘结强度比光圆钢带肋钢筋与混凝土的粘结强度比光圆钢筋高得多。筋高得多。混凝土第一章 (3)破坏过程:光面钢筋光面钢筋: 粘结力:胶着力、摩擦力、机械咬合力。 破坏过程：没有产生滑移前，只需化学吸附作用，一旦混凝土和钢筋发生滑移后，那么由摩擦力和钢筋

37、外表粗糙不平产生的机械咬合力提供。1.3混凝土第一章 破坏形状：剪切破坏钢筋从混凝土中被拔出，破坏面是钢筋和混凝土之间的接触面。 措施：端部做弯钩和足够的锚固长度受压时，可不做弯钩。1.3混凝土第一章带肋钢筋带肋钢筋: 粘结力:胶着力、摩擦力、机械咬合力。 破坏过程：没有产生滑移前，只需化学吸附作用，一旦混凝土和钢筋发生滑移后，那么由摩擦力和机械咬合力主要提供。1.3混凝土第一章 破坏形状：破坏形状：剪切型粘结破坏剪切型粘结破坏(维护层厚度较厚或有环向箍维护层厚度较厚或有环向箍筋约束筋约束 劈裂型粘结破坏维护层厚度较小，或未配劈裂型粘结破坏维护层厚度较小，或未配环向箍筋环向箍筋 1.3混凝土第

38、一章混凝土第一章.4.影响粘结强度的主要要素: (1)混凝土的强度等级：粘结强度随砼强度的提高而添加，但并不与立方体强度fcu成正比，而与抗拉强度 ft大约 成正比。 (2)浇注混凝土时钢筋所处的位置有关：混凝土浇筑后有下沉及泌水景象。处于程度位置的钢筋，其下的混凝土由于水分、气泡的逸出及混凝土的下沉，并不与钢筋严密接触，减弱了二者之间的粘结作用，比竖向位置的钢筋的粘结强度要低。 混凝土第一章 (3)钢筋之间的净距钢筋之间的净距 (4)混凝土维护层厚度：变形钢筋，粘结强混凝土维护层厚度：变形钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。相对维护层厚度度主要取决于劈裂破坏。相对维护层厚度c/d 越大，砼抵抗劈裂破坏的才干也越大，越大，砼抵抗劈裂破坏的才干也越大，粘结强度越高。粘结强度越高。 (5)钢筋的外表外形钢筋的外表外形 光面钢筋外表凹凸较小，机械咬协作用光面钢筋外表凹凸较小，机械咬协作用小，粘结强度低。小，粘结强度低。 月牙肋和螺纹肋变形钢筋，机械咬协作月牙肋和螺纹肋变形钢筋，机械咬协作用大，粘结强度