11 和混凝土材料的力学性能

1、扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.第第1 1章章钢筋和混凝土材料的力学性能钢筋和混凝土材料的力学性能2010.8扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.本章提要n混凝土结构的基本概念混凝土结构的一般概念、类型、特点n钢筋钢筋的强度、变形；钢筋的级别、品种和标记符号n混凝土混凝土的强度和变形 n钢筋与混凝土间的粘结、钢筋的锚固与连接扬扬 州州 大大 学学 建

2、建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.第1章 钢筋和混凝土材料的力学性能1.1 砼结构的基本概念1.2 钢筋1.3 混凝土1.4 钢筋与混凝土的粘结、锚固及钢筋的连接扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.1 砼结构的基本概念1.一般概念1.1 砼结构的基本概念钢筋混凝土：是钢筋和砼按一定方式组成的能共同工作的建筑材料。混凝土结构( (concrete structure) :)

3、:主要以混凝土材料，并根据需要 配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料 的结构。素混凝土结构素混凝土结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构预应力混凝土结构预应力混凝土结构钢骨混凝土结构钢骨混凝土结构钢管混凝土结构钢管混凝土结构纤维增强塑料混凝土纤维增强塑料混凝土钢钢 -混凝土混合结构混凝土混合结构nextnext扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.素混凝土结构（plain concrete)1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与

4、工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.钢筋混凝土结构（reinforced concrete)钢筋混凝土梁1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.预应力混凝土结构（prestressed concrete)1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.钢骨

5、混凝土结构（steel reinforced concrete) (encased concrete)钢骨混凝土柱1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.钢管混凝土结构（concrete filled tube)1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.纤维增强塑料混凝土（fiber reinforced plast

6、ic)1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.钢-混凝土混合结构(composite structure) (hybrid structure)1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.1 砼结构的基本概念2.试验介绍混凝土： 抗压强度高，而抗拉强度却很低 一般抗拉强度只有抗压强度的1/81/20 破坏时具有明显

7、的脆性性质 因此，素混凝土构件在实际工程的应用很有限，主要用于以受压为主的基础、柱墩和一些非承重结构。1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.素混凝土梁pcr = 9.7kn150300fc=13.4n/mm2ft=1.54n/mm2 fts sc= ft2500pu pcrs sc= ft ft破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明

8、显预兆压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.1 砼结构的基本概念2.试验介绍钢 材： 抗拉和抗压强度都很高 具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件u将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil scien

9、ce and engineering.钢筋混凝土梁pcr = 9.7knfc=13.4n/mm2ft=1.54n/mm2fy=335n/mm2 fts sc= ft1503002500pu 52.5kns sc= ft ft s ss s sc2f16 fy配置钢筋后，配置钢筋后，rc梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。py 50.0kn fc1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程

10、程 学学 院院college of civil science and engineering.钢筋混凝土梁pcr = 9.7kn fts sc= ft1503002500pu 52.5kns sc= ft ft s ss s sc2f16 fypy 50.0kn fc但从开裂荷载到屈服荷载，在很长的过程带裂缝工作；通常裂缝宽度很小，不致影响正常使用。但裂缝导致梁的刚度显著降低，使得钢筋混凝土梁不能应用于大跨度结构。如何解决？fc=13.4n/mm2ft=1.54n/mm2fy=335n/mm21.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院

11、college of civil science and engineering.钢筋混凝土reinforced concrete 除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式 可以在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力 在复杂应力区域（如梁在受剪区段、受扭构件、节点区、剪力墙等），可以配置箍筋或纵横交错的钢筋 当构件受力很大时，可以直接配置钢骨 还可以利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用钢管 采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以达到提高 因此，两种（或两种以上）材料的有机组合，充分发挥各自的长处，可以创造出多种形式的复合材料，适应

12、各种不同受力的要求，取得很好的综合经济效益1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.受压构件中配置受压钢筋受扭构件配筋螺旋箍筋约束混凝土梁中配置箍筋图 1-3 常见配筋方式1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.1 砼结构的基本概念3.钢筋混凝土的特点钢筋与混凝土共同工作的原因:钢筋和砼之间存在粘结力钢筋和砼线膨

13、胀系数接近砼保护钢筋1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.1 砼结构的基本概念3.钢筋混凝土的特点特点 优点优点: :a.材料利用合理b.可模性好c.耐久性和耐火性较好，维护费用低d.现浇混凝土结构的整体性好，延性较好，适用于抗震、抗爆结构e.刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。f.易于就地取材扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineerin

14、g.1.1 砼结构的基本概念3.钢筋混凝土的特点特点 缺点缺点: :a.自重大b.抗裂性差c.承载力有限d.施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。e.混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.混凝土结构学习中应注意的问题受压构件受扭构件受弯构件受拉构件受弯构件受压构件1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院

15、college of civil science and engineering.截面的基本受力形态:正截面受力正截面受力斜截面受剪斜截面受剪扭曲截面受扭扭曲截面受扭基本构件的受力往往是基本受力形态的复合基本构件的受力往往是基本受力形态的复合基本构件基本构件受力形态受力形态受弯构件受弯构件板梁受弯、受剪受弯、受剪受压构件受压构件受压弦杆柱、墙受压弯受压弯受压剪受压剪双向受压弯双向受压弯受扭构件受扭构件雨蓬梁柱柱受扭受扭受弯、剪、扭受弯、剪、扭受压、弯、剪、扭受压、弯、剪、扭受拉构件受拉构件受拉弦杆受拉弯受拉弯梁柱节点梁柱节点受剪受剪1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科

16、科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.基本理论基本理论工程应用工程应用问题的复杂性问题的复杂性问题的综合性问题的综合性问题不是单一的问题不是单一的解答是不唯一的解答是不唯一的受力性能受力性能理论分析理论分析构件设计构件设计结构设计结构设计材料的力学性能材料的力学性能两种材料的配比两种材料的配比两种材料的共同工作两种材料的共同工作1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.学习中

17、应注意的问题：学习中应注意的问题：1 1、构件和结构设计是一个综合性问题。设计过程包括结构方案、构件选型、材料选择、配筋构造、施工方案等，同时还需要考虑安全适用和经济合理。设计中许多数据可能有多种选择方案，因此设计结果不是唯一的。最终设计结果应经过各种方案的比较，综合考虑使用、材料、造价、施工等各项指标的可行性，才能确定较为合适的一个设计结果。1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.学习中应注意的问题：学习中应注意的问题：2、工程项目的建设是国家的重要工

18、作，必须依照国家颁布的法规进行。设计人员必须遵照各种结构类型的设计规范或规程进行设计。各种设计规范或规程是具有约束性和立法性的文件，其目的是使工程结构的设计在符合国家经济政策的条件下，保证设计的质量和工程项目的安全可靠。注意在学习中，有关基本理论的应用最终都要落实到规范的具体规定。由于工程结构类型很多，不同的结构类型有不同的设计规范或规程，但混凝土结构的基本理论是一致的，应重点学好基本理论。backback1.1 砼结构的基本概念扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.2

19、钢筋1.2.1 钢筋的种类强度高，塑性低强度高，粘结性好强度高预应力钢筋钢筋热轧钢筋钢 丝钢绞线热处理钢筋hpb235hrb335hrb400rrb400光圆钢筋变形钢筋变形钢筋变形钢筋非预应力钢筋强度塑性弱强高低1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.2.1 钢筋的种类按刚度将钢筋分为:柔性钢筋劲性钢筋1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and enginee

20、ring.我国常见钢筋外形我国常见钢筋外形1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.热轧钢筋 hot rolled steel reinforcing baru种类:hpb235级、hrb335级、hrb400级、rrb400级hpbhot rolledplainbarhrbhot rolledribbedbarrrbremained head treatmentribbedbar1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院

21、college of civil science and engineering.1.2.2 钢筋的力学性能1.钢筋的应力-应变关系s se ea为比例极限 s =eseaa为弹性极限oa：弹性阶段ade：强化阶段bb为屈服上限c为屈服下限，即屈服强度 fycdad：屈服阶段efue为极限抗拉强度 fu ef：颈缩阶段fyf有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋 steel bar with yield point1.2 钢筋强度设计指标扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.有

22、明显屈服点钢筋的应力-应变关系一般可采用双线性的理想弹塑性关系yyysfeeeseees fy ey1es钢筋的弹性模量(n/mm2)种 类eshpb235 级钢筋2.1105hrb335 级钢筋、hrb400 级钢筋、rrb400 级钢筋、热处理钢筋2.0105消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝2.05105钢绞线1.951051.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.无明显屈服点的钢筋无明显屈服点的钢筋steel bar without yield pointa0

23、.2%s0.2 fua点：比例极限，约为点：比例极限，约为0.65fua点前：应力点前：应力-应变关系为线弹性应变关系为线弹性a点后：应力点后：应力-应变关系为非线性，应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明显的屈有一定塑性变形，且没有明显的屈服点服点强度设计指标条件屈服点条件屈服点残余应变为残余应变为0.2%所对应的应力所对应的应力规范规范取取s s0.2 =0.85 fu1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.2.钢筋的塑性性能1.2.2 钢筋的力学性能a.延

24、伸率elongation rate：钢筋拉断时的应变 反映钢筋塑性性能的指标0010or 5lll b.冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径（相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。 检验钢筋韧性和材质均匀性1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.2.2 钢筋的力学性能3.钢筋的冷加工和热处理冷加工u种类：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭u目的：提高钢筋强度u影响：塑性下降热处理u种类：淬火、回火u目的：提

25、高钢筋硬度、改善塑性和韧性1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.冷加工钢筋冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对其张拉，会重新恢复屈服阶段而呈现出屈服强度提高的应力应变图形；这种现象被称为冷做硬化现象；冷拉仅提高钢筋的抗拉强度，不提高其抗压强度；冷拉工艺不改变钢筋的强度级别 。0a ab b冷拉冷拉1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science an

26、d engineering.冷拔是指将光圆钢筋以强力拉拽使其通过小直径的硬质合金模具，使其截面减小而长度增长；冷拔后的钢筋的强度会大大提高；冷拔后钢筋的塑性会降低；冷拔后的钢筋与之前的钢筋不属于同一种钢筋。0冷拔冷拔1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.冷轧冷轧冷轧是将普通低碳钢或低合金钢经过轧制，减小直径并改变其表面形状，同时材料的内部组织也变得更加密实；冷轧后的钢筋的强度会提高；冷轧后钢筋与混凝土的粘结锚固性能有所改善。1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建

27、 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.2.2 钢筋的力学性能4.钢筋的松弛与疲劳松弛：u钢筋受力后在保持长度不变的情况下，应力随时间的增长而逐渐降低的现象。u会引起预应力损失疲劳：u钢筋在多次重复荷载作用下发生脆性突然断裂的现象u疲劳强度低于静载下极限强度1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.2.3 钢筋的计算指标1.钢筋的强度标准值( characteristic

28、 or standard strength)2.钢筋的强度设计值具有具有95%95%保证率保证率的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度确定，用确定，用 表示；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的表示；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度根据极限抗拉强度确定，用强度根据极限抗拉强度确定，用 表示。表示。ykfptkf1 . 1, ssykykyyffff ，2 . 1, ssptkptkpypyffff ，a. 热轧钢筋强度设计值：b. 预应力钢筋强度设计值：等于标准值除以材料分项系数。扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学

29、院院college of civil science and engineering.1.2.4 钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求u强度高u塑性好u可焊性好u与混凝土粘结锚固性能好常规直径:d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32mm12种。backback1.2 钢筋扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.3 混凝土1.3.1 混凝土的强度a.a. 定义：定义：石子、沙子水泥石:水泥胶凝体塑性变形 水泥结晶体 弹性骨架（弹性变形）水泥+水立方体

30、抗压强度是指按照标准方法制作养护的立方体抗压强度是指按照标准方法制作养护的边长为边长为150mm150mm的立方体的立方体试件，在试件，在2828天天龄期，用龄期，用标准试验方法标准试验方法测测得的抗压强度。得的抗压强度。砼强度等级kcuf,1.立方体抗压强度150mm150mm150mm150mm150mm150mmb.b. 强度等级：强度等级：依据立方体抗压强度标准值c15,c20,c25,c30,c35,c40,c45,c50c15,c20,c25,c30,c35,c40,c45,c50c80c80共共1414级级c c 混凝土混凝土1515立方体抗压强度的标准值为立方体抗压强度的标准值

31、为15n/mm15n/mm2 21.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.钢筋和混凝土材料的力学性能a.a. 定义：定义：b.b. 折算：折算：轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为截面为150mm150mm150150mmmm高高300mm300mm的棱柱体的棱柱体，在，在2828天天龄期，用龄期，用标准标准试验方法试验方法测得的抗压强度。测得的抗压强度。2. 轴心抗压强度ckf（棱柱体抗压强度）（棱柱体抗压强度）k

32、cuccckff,2188. 01c轴心抗压强度与立方体抗压强度比值轴心抗压强度与立方体抗压强度比值2c高强混凝土脆性折减系数高强混凝土脆性折减系数0.880.88经验折减系数经验折减系数150mm150mm300mm300mm1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.45. 055. 0,2645. 11395. 088. 0kcuctkff混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只有抗压强度的5%10%应用:构件的抗裂性、抗剪、抗冲切、抗扭试验方法:拉伸试验 劈裂

33、试验3.轴心抗拉强度1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.4.混凝土强度的设计值1.4，:ccctktcckcffff混凝土的材料分项系数扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.5.混凝土在复合应力作用下的强度a. 混凝土的双向受力强度双向受拉：强度接近双向受拉：强度接近单向受拉强度单向受拉强度双向受压：抗压强度和双向受压：抗压强度和极限压应变均

34、有所提高极限压应变均有所提高一拉一压：强度降低一拉一压：强度降低1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.b. 混凝土的三向受压强度三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高应用:螺旋箍筋柱、钢管混凝土柱5.混凝土在复合应力作用下的强度1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.5.混凝土在复合应力作用下的强度在有剪应力作用时，混凝

35、土的抗压强度将低于单轴抗压强度c. 混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.6.影响混凝土强度的主要因素n混凝土配合比n原材料品质和种类n施工浇捣的密实程度n养护条件n混凝土的龄期1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.3 混凝土1.3.2 混凝土的变形(deformation)混凝土的受力变

36、形混凝土的非受力变形1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.混凝土的受力变形混凝土的应力-应变关系（本构关系）oa弹性阶段ab微裂缝开展bc弹塑性，竖向裂缝形成cd下降段e ecue ecs sc0abcdfce e0残余变形残余变形弹性变形弹性变形1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.u混凝土破坏机理02468102030s(

37、mpa)e 10-3baceda点以前点以前，微裂缝没有，微裂缝没有明显发展，混凝土的变明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力形主要弹性变形，应力-应变关系近似直线。应变关系近似直线。a点应力随混凝土强度的点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强提高而增加，对普通强度混凝土度混凝土s sa约为约为 (0.30.4)fc ，对高强混，对高强混凝土凝土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

38、直线。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

39、定，横向变形展已不稳定，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，

40、约为0.002。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。e点以后点以后，纵向裂缝形成，纵向裂缝形成一斜向破

41、坏面，此破坏一斜向破坏面，此破坏面受正应力和剪应力的面受正应力和剪应力的作用继续扩展，形成一作用继续扩展，形成一破坏带。此时试件的强破坏带。此时试件的强度由斜向破坏面上的骨度由斜向破坏面上的骨料间的摩阻力提供。随料间的摩阻力提供。随应变继续发展，摩阻力应变继续发展，摩阻力和粘结力不断下降，但和粘结力不断下降，但即使在很大的应变下，即使在很大的应变下，骨料间仍有一定摩阻力，骨料间仍有一定摩阻力，残余强，约为残余强，约为(0.10.4) fc。1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engi

42、neering.u规范应力-应变关系上升段：)1 (1 0ncccfees0ee下降段：ccfscueee06,6,0,10)50(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012kcucukcukcufffnee规范混凝土应力-应变曲线参数fcuc50c60c70c80n21.831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070c80c60c40c20se1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学

43、 院院college of civil science and engineering.混凝土在重复荷载作用下的应力应变关系1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.混凝土的弹性模量 elastic modulusseec= tan 原点切线模量原点切线模量elastic modulus0sesddecseec= tan 割线模量割线模量secant modulusesceseec= tan 切线模量切线模量tangent modulusesddec 弹性系数弹性系

44、数n n (coefficient of elasticity) 随应力增大而减小随应力增大而减小n n =10.5eeelcecen1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.弹性模量测定方法se0.5fc510 次)n/mm(74.342 . 2102,5kcucfe1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.混凝土的徐变c.影响因素：影

45、响因素：配合比、养护、应力条件配合比、养护、应力条件b. 对构件影响：对构件影响：a) 增大变形；增大变形；b) 引起内力重分布；引起内力重分布；c) 引起预应力损失引起预应力损失砼在长期荷载作用下随时间而 增长的变形a. 原因原因 ：水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.2.混凝土的非受力变形a. 原因原因 ：化学收缩、干湿变形化学收缩、干湿变形c.影响因素：影响因素：配合比、养护、体表比配合

46、比、养护、体表比b. 对构件影响：对构件影响：a) 构件产生裂缝；构件产生裂缝；b) 引起预应力损失引起预应力损失收缩砼在空气中硬化体积减小的现象砼在空气中硬化体积减小的现象1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.2.混凝土的非受力变形膨胀 砼在水中或处于饱和湿度情况下结硬时 体积增大的现象。u远小于收缩值1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engine

47、ering.2.混凝土的非受力变形温度变形u热胀冷缩的性质u控制措施：加强养护、减小水泥用量、控制水 灰比、采用坚硬的骨料、良好的级 配、恰当的水泥品种1.3 混凝土扬扬 州州 大大 学学 建建 筑筑 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院college of civil science and engineering.1.3 混凝土1.3.3 混凝土的选用原则n建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应不应低于低于c15;c15;n当采用当采用hrb335hrb335级钢筋时，级钢筋时，不宜不宜低于低于c20;c20;n当采用当采用hrb400hrb400和