第二章钢筋和混凝土材料的力学性能

第二章钢筋和混凝土材料的力学性能.txt求而不得，舍而不能，得而不惜，这是人最大的悲哀。付出真心才能得到真心，却也可能伤得彻底。保持距离也就能保护自己，却也注定永远寂寞。本文由淡静雅贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第二章钢筋和混凝土材料力学性能一、钢筋的强度和变形1.钢筋的应力-应变曲线上屈服点不稳定出现颈缩σDB’标距ABCBC段为屈服平台CD段为强化段下屈服点拉断Eσσ0.2ε0.2%ε有明显流幅的钢筋无明显流幅的钢筋钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同一、钢筋的强度和变形1.钢筋的应力-应变曲线强度指标*明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设明显流幅的钢筋：AσDB’BCE计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑计强度的依据，因为，性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形性变形，和不可闭合的裂缝，以至不能使用和不可闭合的裂缝，σε*无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时所对应无明显流幅的钢筋：σ0.2的应力作为条件屈服强度0.2%ε一、钢筋的强度和变形1.钢筋的应力-应变曲线强度指标的确定强度强度标准值随机变量根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（钢筋为97.73%）的统计特征值：强度标准值=强度平均值强度标准值=强度平均值2×均方差概率密度强度平均值强度标准值材料强度一、钢筋的强度和变形1.钢筋的应力-应变曲线变形指标*伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值伸长率：AσDB’BCEσε*冷弯要求：将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊冷弯要求：σ0.2弯成一定的角度而不发生断裂0.2%ε一、钢筋的强度和变形2.钢筋的成分、级别和品种按化学成分低碳钢（含碳量0.25%）碳素钢（铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素）中碳钢（含碳量0.25~0.6%）高碳钢（含碳量0.6~1.4%）硅系普通低合金钢（另加硅、锰、钛、钒、铬等）硅钒系硅钛系硅锰系硅铬系一、钢筋的强度和变形2.钢筋的成分、级别和品种按加工热轧钢筋：热轧光面钢筋HPB235，热轧带肋钢筋HRB335、HRB400，余热处理钢筋RRB400钢筋冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成热处理钢筋：将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成钢丝刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成一、钢筋的强度和变形2.钢筋的成分、级别和品种按表面形状光圆钢筋变形钢筋钢筋的应用范围非预应力钢筋：HRB235，HRB335，HRB400，RRB400预应力钢筋：碳素钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋，冷拉钢筋一、钢筋的强度和变形3.钢筋的冷加工和热处理冷拉K点的选择：应力控制和应变控制σBK’KZ无时效Z’经时效温度的影响：温度达700oC时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉ε残余变形冷拉伸长率特性：只提高抗拉强度，不提高抗压强度，强度提高，塑性下降一、钢筋的强度和变形3.钢筋的冷加工和热处理冷拔经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度一、钢筋的强度和变形3.钢筋的冷加工和热处理热处理不降低强度的前提下，消除由淬火产生的内力，改善塑性和韧性对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理强度提高，塑性降低一、钢筋的强度和变形4.钢筋的徐变和松弛徐变应力不变，随时间的增长应变继续增加松弛长度不变，随时间的增长应力降低对结构，尤其是预应力结构，产生不利的影响，需采取必要的措施一、钢筋的强度和变形5.钢筋的疲劳重复荷载作用下，钢筋的强度静载作用下的强度规定的应力幅度内，经一定次数的重复荷载后，发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。对钢筋用疲劳应力幅来表示其疲劳强度。单根钢筋的轴拉疲劳试验方法钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯一、钢筋的强度和变形6.混凝土结构对钢筋的要求强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比强度要求：屈服强度和极限强度，塑性要求：伸长率和冷弯要求塑性要求：可焊性与混凝土的粘结性一、钢筋的强度和变形7.钢筋应力-应变曲线的数学模型σsfs,ufyfyσsfs,ufyσsσs=Esεsεyσs=Esεsεs,hεs,uεs,hσs=Esεsεyεsεyεsεs,hεs,uεs有明显流幅的钢筋无明显流幅的钢筋二、混凝土的强度和变形1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度立方体抗压强度fcu承压板摩擦力发展→扩张→整个体发展→扩张→系解体，丧失承载力系解体，另影响强度的因素压力→试件→裂缝压力→试件→试块还有：龄期、加载速还有：龄期、率、试块尺寸等不涂润滑剂强度大于涂润滑剂我国规范的方法：不涂润滑剂二、混凝土的强度和变形1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度立方体抗压强度fcu标准试块：150×150×150非标准试块：100×100×100200×200×200级有：级有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，，，，，，，，，，，，，C75，C80，立方体抗压强度表示混凝土Concrete换算系数0.95换算系数1.05立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，二、混凝土的强度和变形1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度棱柱体抗压强度fc承压板标准试块：150×150×300非标准试块：100×100×300200×200×400换算系数0.95换算系数1.05试块考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大考虑到承压板对试件的约束，于棱柱体抗压强度，且有：fc=0.76fcu(试验结果)于棱柱体抗压强度，且有：考虑到构件和试件的区别，取fc=0.67fcu考虑到构件和试件的区别，对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=150,对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（h=300），有fc’=0.79fcu），有圆柱体抗压强度二、混凝土的强度和变形2.单轴受力状态下混凝土的抗拉强度直接受拉试验ft100150500150100试验结果：ft=0.26fcu2/3试验结果：考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，速度等的影响，取ft=0.23fcu2/3速度等的影响，二、混凝土的强度和变形2.单轴受力状态下混凝土的抗拉强度劈裂试验ftsFF我国根据100mm立方体的劈裂与抗压试验结果有：劈裂与抗压试验结果有：ddfts=0.19fcu3/4FFfts2Ffts=πdl二、混凝土的强度和变形2.复合受力状态下混凝土的抗拉强度双轴应力下的强度σ2/fc1.21.0-0.2拉-0.2τ/fc0.2σττσ0.1σ/fc1.01.2压-0.10.00.61.0单轴抗压强度单轴抗拉强度σ1/fc双向正应力下的强度曲线法向应力和剪应力下的强度曲线二、混凝土的强度和变形2.复合受力状态下混凝土的抗拉强度三向受压时的混凝土强度圆柱体试验σ1=fcc’σ2=σ3=fLfL侧向约束压应力（加液压）fcc'=fc'+4.1fL无侧向约束时圆柱体的单轴抗压强度σ1=fcc’有侧向约束时的抗压强度二、混凝土的强度和变形3.混凝土的疲劳强度σ3破坏fcfσ2疲劳强度fcσ1εfcf的确定原则：100×100×300或150×150×450的棱柱体试块承受200万次（或以上）循环荷载时发生破坏的最大压应力值重复荷载下的应力-应变曲线二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能单轴受压时的应力-应变关系σ252015105o(MPa)cfcba混凝土强度提高加载速度减慢ε0246810dε(×10-3)作用是：峰值应力后，吸收试验机的变形能，测出下降段二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能单轴受压时的应力-应变关系的数学模型σcfcε?ε?σc=fc?1?0.15c0?ε?ε?u0σcfc?ε?2?σc=fc?1??1?c??????ε0????0.15fc?ε?2?σc=fc?1??1?c??????ε0????εcεcε0=0.002εu=0.0035oε0=0.002εu=0.0038o美国Hognestad模型德国Rüsch模型二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能单轴受压时的应力-应变关系的数学模型中国规范1n=2?(fcu?50),当n≥2时，取n=260σcfc?ε?n?σc=fc?1??1?c??????ε0????εcε0εuoε0=0.002+0.5(fcu?50)×10?5εu=0.0033?(fcu?50)×10?5二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能侧向受约束时混凝土的变形特点σcfcc约束混凝土环箍断裂fcEcEseco非约束混凝土εcεspεccεcuεc02εc0二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能轴向受拉时混凝土的应力应变关系σt(MPa)4321试件：76×19×305mmfc=44MPa?(mm)00.010.020.030.040.050.06oεt0εcr=0.00012标距＝83mm！！！σtft理论模型εtεtu二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能重复荷载下混凝土的变形性能包罗线与一次性加载时的应力-应变曲线相似σσεεpεeε二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能混凝土的弹性模量原点切线模量（弹性模量）：拉压相同σcσcEc=tgα0=σc/εe变形模量（割线模量、弹塑性模量）αα0εeεpεcα1εcEc'=tgα1=σc/εc切线模量dσcEc''=tgα=dεcεeEc'=Ec=νEcεc受压时，为0.4~1.0；受拉破坏时，为1.0二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能混凝土的弹性模量的试验方法（150×150×300标准试件）σc/fc0.55~10次此线和原点切线基本平行，取其斜率作为Ecεc105Ec=(N/mm2)34.742.2+fcu二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比，在压力较小时为0.15~0.18，接近破坏时可达0.5以上，混凝土的泊松比，以上，一般可取0.2混凝土的剪切模量为Gc=Ec2(1+νc)二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能P长期荷载作用下混凝土的变形性能徐变原因之一，胶凝体原因之一，(×10-3)2.52.0的粘性流动σc0.8fc，非线性徐变σc0.5fc，线性徐变原因之二，混凝土原因之二，1.5内部微裂缝的不断发展εe’εe’’εcr’εcr1.00.5εe05101520253035(月)二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能长期荷载作用下混凝土的变形性能影响徐变的因素应力：σc0.5fc，徐变变形与应力成正比线性徐变应力：0.5fcσc0.8fc，非线性徐变σc0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大加荷时混凝土的龄期，越早，?水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大水泥用量越多，水灰比越大，?骨料越硬，徐变越小骨料越硬，二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能混凝土的收缩结硬过程中混凝土体积缩小的性质水泥品种：等级越高，收缩越大水泥品种：等级越高，?水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，?骨料：骨料越硬，收缩越小骨料：骨料越硬，养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等养护条件、制作方法、使用环境、二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能徐变对混凝土结构的影响P拆去，钢筋受压混凝土受拉，可能会引起混凝土开裂PPPAsσc1Asσs1Asσs2σs2徐变：σs↑，σc↓徐变：二、混凝土的强度和变形4.混凝土的变形性能收缩对混凝土结构的影响AsAsσsAsσs收缩：钢筋受压，混凝土受拉收缩：1本文由无聊才回帖贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第二章钢筋混