水工钢筋混凝土(1)

1、v强度强度单向单向受力受力复合复合受力受力v立方体压立方体压v轴心压轴心压v轴心拉轴心拉v双压双压v三压三压v双拉双拉v拉压拉压v剪压剪压v剪拉剪拉v变形变形v一次简单加荷一次简单加荷v重复加荷重复加荷v徐变徐变v收缩收缩 立方体抗压强度是混凝土力学性能的基本代表值，立方体抗压强度是混凝土力学性能的基本代表值，是混凝土强度等级划分的依据。是混凝土强度等级划分的依据。 立方体抗强度仅用于确定砼的标号立方体抗强度仅用于确定砼的标号C15C60，10级级例：例：C25上述条件下抗压强度试验结果为上述条件下抗压强度试验结果为 25 kcuf,C320 2/mmN2/mmNv一一 混凝土强度（混凝土强度

2、（strength）v1 混凝土立方体抗压强度混凝土立方体抗压强度v边长为边长为150mm的立方体试块，的立方体试块，v在温度温度 ，v相对湿度不低于相对湿度不低于90的环境下v养护养护28天天，v以每秒以每秒0.20.3的速度加荷，的速度加荷，v取具有取具有95保证率时得出的抗压强度。保证率时得出的抗压强度。v试验结果受试件与压力机接触面光滑程度影响试验结果受试件与压力机接触面光滑程度影响v如何影响？如何影响？ 涂油、不涂油两种，取后者。涂油、不涂油两种，取后者。v非标准立方体试块非标准立方体试块 边长100mm 0.95 边长200mm 1.05v大型水利工程大型水利工程因施工期较长，可根

3、据实际负载因施工期较长，可根据实际负载时间取时间取60天或天或90天强度。天强度。v美、日、加美、日、加等采用等采用150X300圆柱体圆柱体标准试件，标准试件，其强度为：其强度为：cucff)81. 079. 0(试验录像试验录像 2 混凝土轴心抗压强度混凝土轴心抗压强度 采用采用150mm150mm300mm棱柱体试块棱柱体试块 试件低：两端摩擦约束影响大试件低：两端摩擦约束影响大 偏大偏大 试件高：附加偏心影响试件高：附加偏心影响 偏小偏小 进行构件设计时主要的计算参数进行构件设计时主要的计算参数 轴心抗压强度和立方体抗压强度的关系轴心抗压强度和立方体抗压强度的关系 试验值试验值 规范取

4、值规范取值 kcuckff,76. 0kcuckff,67. 0ckfv3 混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度 tkf直接拉伸实验：抗压强度的直接拉伸实验：抗压强度的1/91/18. 500 150 15010016轴心受拉试验3223. 0cutff dlFftt2,劈拉试验PaP3226. 0cutff v多向受压多向受压 双向压双向压：强度提高强度提高 双向受压强度大于单向受压强度，最大受压强双向受压强度大于单向受压强度，最大受压强度发生在两个压应力之比为度发生在两个压应力之比为0.3 0.6之间，约为之间，约为(1.251.60 )fc。 三向压三向压(约束受压约束受压)：强度和延性

5、明显提高：强度和延性明显提高 利用利用：在柱中设置螺旋筋或箍筋等，钢管混凝土等在柱中设置螺旋筋或箍筋等，钢管混凝土等v双向受拉双向受拉:互影响不大互影响不大 v一拉一压应力状态下一拉一压应力状态下: 一个方向的混凝土抗拉强度或抗压强度随另一向应一个方向的混凝土抗拉强度或抗压强度随另一向应力的增加而降低。力的增加而降低。v剪压剪压: 压应力较小：抗剪强度随压应力增加而增大；压应力较小：抗剪强度随压应力增加而增大； 压应力较大：抗剪强度随压应力的增加而降低压应力较大：抗剪强度随压应力的增加而降低v剪拉剪拉: 抗剪强度随拉应力的增大而减小。抗剪强度随拉应力的增大而减小。02468102030s(MP

6、a)e 10-3BACEDA点以前点以前，微裂缝没有，微裂缝没有明显发展，混凝土的明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，变形主要弹性变形，应力应力-应变关系近似直应变关系近似直线。线。A点应力随混凝土点应力随混凝土强度的提高而增加，强度的提高而增加，对普通强度混凝土对普通强度混凝土s sA约为约为 (0.30.4)fc ，对高对高强混凝土强混凝土s sA可达可达（0.50.7)fc。A点以后点以后，由于微裂缝，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开处的应力集中，裂缝开始有所延伸发展，产生始有所延伸发展，产生部分塑性变形，应变增部分塑性变形，应变增长开始加快，应力长开始加快，应力-应应变曲线逐渐偏离直线。

7、变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝微裂缝的发展导致混凝土的横向变形增加。但土的横向变形增加。但该阶段微裂缝的发展是该阶段微裂缝的发展是稳定的。稳定的。混凝土在结硬过程中，混凝土在结硬过程中，由于水泥石的收缩、骨由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等料下沉以及温度变化等原因，在骨料和水泥石原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂的界面上形成很多微裂缝，成为混凝土中的薄缝，成为混凝土中的薄弱部位。混凝土的最终弱部位。混凝土的最终破坏就是由于这些微裂破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。缝的发展造成的。达到达到B点，内部一些微点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横

8、向变形展已不稳定，横向变形突然增大，体积应变开突然增大，体积应变开始由压缩转为增加。在始由压缩转为增加。在此应力的长期作用下，此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导裂缝会持续发展最终导致破坏。取致破坏。取B点的应力点的应力作为混凝土的长期抗压作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土强度。普通强度混凝土s sB约为约为0.8fc，高强强度高强强度混凝土混凝土s sB可达可达0.95fc以上。以上。达到达到C点点fc，内部微裂缝内部微裂缝连通形成破坏面，应变连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰点的纵向应变值称为峰值应变值应变 e e 0，约为约为0.00

9、2。纵向应变发展达到纵向应变发展达到D点，点，内部裂缝在试件表面出内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。力方向的纵向裂缝。随应变增长，试件上相随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降，发展，承载力明显下降，混凝土骨料与砂浆的粘混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破，裂缝连结不断遭到破，裂缝连通形成斜向破坏面。通形成斜向破坏面。E点的应变点的应变e e = (23) e e 0，应力应力s s = (0.40.6) fc。二、混凝土变形二、混凝土变形 deforrmation 1.2

10、.2 v1 一次短期加荷时的变形一次短期加荷时的变形1 一次短期加荷时的变形一次短期加荷时的变形v(1)受压的应力应变关系受压的应力应变关系 曲线特征曲线特征v 上升段：上升段：v 应力小：近似线性关系应力小：近似线性关系 c0.30.3fc 弹性阶段弹性阶段v 应力大：非线性关系应力大：非线性关系 0.30.3fcc0.80.8fc 稳定裂缝扩展阶段稳定裂缝扩展阶段v 近峰值：不稳定非线性近峰值：不稳定非线性 0.80.8fcc1.01.0fc 非稳定裂缝扩展阶段非稳定裂缝扩展阶段v 下降段：反弯点后平缓下降段：反弯点后平缓 破坏阶段破坏阶段（该段曲线如何测得？）（该段曲线如何测得？）v影响

11、因素影响因素v混凝土强度混凝土强度：强度提高强度提高,峰值点应变高；下降陡峰值点应变高；下降陡,延性差延性差v 加载的速度：速度愈大，峰值应力愈大，峰值应变降低；下降加载的速度：速度愈大，峰值应力愈大，峰值应变降低；下降段愈陡，延性愈差段愈陡，延性愈差v约束情况约束情况图图 2-13 不同强度混凝土的应力不同强度混凝土的应力应变关系曲线应变关系曲线（b b）矩形箍筋）矩形箍筋压应变压应变压力箍筋 d=4.76mm s =38.1mm箍筋d=4.76mm s=63.5mm无箍筋v1、原点弹性模量、原点弹性模量 （简称弹性模量）（简称弹性模量）v2、变形模量、变形模量v3、切线模量、切线模量v4、

12、剪切模量、剪切模量v原点弹性模量原点弹性模量v定义定义：过原点作切线的过原点作切线的斜率斜率v取值取值 :v现行规范取现行规范取 :cecctgEes/0kcucfE,57 .342 . 210012ceecev混凝土的变形模量混凝土的变形模量v定义：定义：v连接原点和任意点作连接原点和任意点作割线的斜率应力为砼割线的斜率应力为砼的变形模量。的变形模量。v随着应力的提随着应力的提高，弹性系数高，弹性系数逐渐降低，混逐渐降低，混凝土的变形模凝土的变形模量明显小于弹量明显小于弹性模量性模量 cccecccecccEEeseeescv弹性特征系数弹性特征系数：v弹性变形占总变形比例，弹性变形占总变形

13、比例，反映材料的弹性状态反映材料的弹性状态012ceecev切线模量切线模量：过任一点过任一点作切线的斜率为作切线的斜率为 时的切线模量。时的切线模量。v剪切模量剪切模量：v根据弹性模量和泊松根据弹性模量和泊松比（比（0.2）确定：）确定：cscddtgEcsses/2 cGccccEEG4 . 0) 1(2012ceecea）一次加载卸载）一次加载卸载 b)多次加载卸载多次加载卸载v图图123 混凝土在短期重复荷载下的应力应变关系曲线混凝土在短期重复荷载下的应力应变关系曲线v多次重复加载下混凝土的应力应变关系多次重复加载下混凝土的应力应变关系 当当应力峰值小于混凝土的疲劳强度应力峰值小于混凝

14、土的疲劳强度时：时： 每次循环形成环状，面积逐渐减少，直至成直线；每次循环形成环状，面积逐渐减少，直至成直线； 当当应力峰值大于混凝土的疲劳强度应力峰值大于混凝土的疲劳强度时：时： 开始的数次循环中，与小应力的相似；开始的数次循环中，与小应力的相似； 成直线后，曲线由凸凹方向改变，斜率降低，裂缝和变形成直线后，曲线由凸凹方向改变，斜率降低，裂缝和变形严重。严重。 混凝土的疲劳强度混凝土的疲劳强度 疲劳破坏：因荷载重复作用而引起的破坏疲劳破坏：因荷载重复作用而引起的破坏 （拉、压）（拉、压）疲劳强度疲劳强度：产生疲劳破坏所需要重复荷载的：产生疲劳破坏所需要重复荷载的最小应力峰值：最小应力峰值：

15、疲劳强度疲劳强度修正系数砼强度疲劳强度疲劳强度修正系数砼强度 疲劳强度修正系数由疲劳应力比值查表得到。疲劳强度修正系数由疲劳应力比值查表得到。fc0.20.2 0.30.2 0.30.3 0.40.3 0.40.4 0.50.4 22mm,压筋压筋32mm不宜采用绑扎不宜采用绑扎v焊接接头焊接接头第一章 钢筋砼结构的材料v机械连接机械连接1.3 钢筋与砼的粘结焊接：焊接：搭焊、帮焊、对焊搭焊、帮焊、对焊锥螺纹钢筋连接锥螺纹钢筋连接第一章 钢筋砼结构的材料1.3 钢筋与砼的粘结第一章 钢筋砼结构的材料1.3 钢筋与砼的粘结套管套管钢筋冷挤压连接钢筋冷挤压连接第一章 钢筋砼结构的材料1.3 钢筋与

16、砼的粘结挤压钢筋连接挤压钢筋连接第一章 钢筋砼结构的材料1.3 钢筋与砼的粘结第一章 钢筋砼结构的材料1.3 钢筋与砼的粘结v1 砼的立方体抗压强度如何确定？砼的立方体抗压强度如何确定？v2 我国规范中砼的强度等级如何划分的？我国规范中砼的强度等级如何划分的？v3 C20的含义是什么？的含义是什么？v4 采用非标准试块如何确定砼的强度等级？采用非标准试块如何确定砼的强度等级？v5 砼的立方体抗压强度、轴心抗拉强度、轴心抗拉砼的立方体抗压强度、轴心抗拉强度、轴心抗拉强度分别用什么符号表示？按大小排列顺序。强度分别用什么符号表示？按大小排列顺序。v6 砼在双压、三压、拉压、剪压、剪拉、双拉条件砼在双压、三压、拉压、剪压、剪拉、双拉条件下的强度如何？下的强度如何？v7 什么是砼的弹性模量？什么是砼的变形模量？什什么是砼的弹性模量？什么是砼的变形模量？什么是弹性系数？么是弹性系数？v8 砼在一次简单加荷时应力应变曲线分几个砼在一次简单加荷时应力应变曲线分几个阶段？阶段？v9 什么是砼的疲劳强度？用什么符号来表示