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1、第第2 2章章 材料的力学性能材料的力学性能材料的力学性能钢钢 筋筋混混 凝凝 土土两者间的粘结两者间的粘结强强 度度变变 形形粘结破坏的粘结破坏的过程和机理过程和机理丸仕呛惟付标叶撮信伏涂汕扰咙啃拨蒂驳凹属嘻棚快绢竭炔刷讶锤殉殃蹄2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 学习目标学习目标掌握混凝土强度、应力掌握混凝土强度、应力- -应变曲线；应变曲线；熟悉混凝土变形模量、徐变、收缩；熟悉混凝土变形模量、徐变、收缩；掌握钢筋的应力掌握钢筋的应力- -应变曲线；应变曲线；了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能；了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能；掌握粘结
2、的定义、基本锚固长度的计算；掌握粘结的定义、基本锚固长度的计算；掌握保证可靠粘结的构造要求。掌握保证可靠粘结的构造要求。 膊嘛筒久爆粘乳己平他稠宗粹砒萨锚锨矾屉峭悉急狗术弹词荷歉讽踏嗜为2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能2.1混凝土的基本性能混凝土的基本性能组成组成 混凝土是由水泥、砂、石子和水按一定比例组混凝土是由水泥、砂、石子和水按一定比例组成，经凝结和硬化形成的，属于成，经凝结和硬化形成的，属于复合材料复合材料。 混凝土是由水泥结晶体、水泥凝胶体和内部孔混凝土是由水泥结晶体、水泥凝胶体和内部孔隙、界面微裂缝组成的隙、界面微裂缝组成的混凝土的基本性能：混凝土的基
3、本性能： 强度、变形、耐腐蚀、耐热、碳化、防渗强度、变形、耐腐蚀、耐热、碳化、防渗饵晒鄂涡突疯响绊臂慑郁经无宠峦猖侯嗜丢仕荧缕效山梗洞饵谢刃醚晓补2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能2.1.12.1.1混凝土的强度混凝土的强度混凝土立方抗压强度混凝土立方抗压强度fcu混凝土轴心抗压强度混凝土轴心抗压强度fc混凝土抗拉强度混凝土抗拉强度ft1.1.单向受力状态下混凝土的强度单向受力状态下混凝土的强度150 150 150150 150 300100 100 500绅来钱抨痰顶妙吏败纤薛蚜养嘱痴忻捍牌刑件瓤亭阂兔李埃删恢拽巨奋水2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章
4、章 材料的力学性能（1 1）混凝土强度等级）混凝土强度等级 混凝土的强度混凝土的强度等级等级是用是用立方体抗压强度立方体抗压强度来划分的。来划分的。 混混凝凝土土强强度度等等级级：边边长长150mm150mm立立方方体体标标准准试试件件，在在标标准准条条件件下下（202202，90%90%湿湿度度）养养护护2828天天，用用标标准准试试验验方方法法（加加载载速速度度0.30.30.5N/mm0.5N/mm2 2/s/s，两两端端不不涂涂润润滑滑剂剂）测测得得的的具具有有95%95%保保证证率率【fcu,k= fcu,m(1-1.645 )】的的立立方方体体抗抗压压强强度度，用符号用符号C C表
5、示，表示，C30C30表示立方体抗压强度标准值：表示立方体抗压强度标准值： =30N/mm =30N/mm2 2。 规规范范根根据据强强度度范范围围，从从C15C15C80C80共共划划分分为为1414个个强强度度等级，级差为等级，级差为5N/mm5N/mm2 2。C50C50以上为高强混凝土以上为高强混凝土。号蔗砒什旅铁巫襟钮徽禁镶灾漆矿苗儿骸除蹄廓谷阂淤李禁荷技欠消魁县2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能套箍效应套箍效应及及尺寸效应尺寸效应套箍效应套箍效应不涂润滑剂不涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂趾沦郴纶滚舟叉施憾遥纯充哟圾哨守伺告括蜗化菩浚识骚烩淆幂锋梭霸棕2.1砼力
6、学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能立方体抗压强度的换算关系立方体抗压强度的换算关系小于小于C55的混凝土，的混凝土， 100mm立方体强度与标准立方体强度之立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系见上式。修正系数间的换算关系见上式。修正系数m m =1.05 。 随混凝土强度的提高，修正系数随混凝土强度的提高，修正系数m m 值有所降低。当值有所降低。当fcu100=100N/mm2时，换算系数时，换算系数m m 约为约为0.9。非标准试块强度换算系数：非标准试块强度换算系数： 100mm100mm100mm: 200mm200mm200mm:尺寸效应尺寸效应最毅奋棋墨莫初茂
7、痰危贩汛啊岿搓先祝邑哉傲逆并韵虐汲瞧粕面鞭吮冠孺2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平受力状态，只是用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准（制作、测试方便）。和品质的标准（制作、测试方便）。美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径150mm，高，高300 mm）标准试件测定的抗压强度来）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号记为划分强度等级，符号记为 fc。
8、 圆柱体强度与我圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为：国标准立方体抗压强度的换算关系为：淋吧亩拙谭此酶蘸残辣囤吴绽报侮麓旅矽趾部垒缅斗赞窃萌魂宽铱帽扶迄2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能混凝土的工程要求（规范混凝土的工程要求（规范4.1.2）p17素素混凝土结构的强度等级混凝土结构的强度等级不应不应低于低于C15；钢筋混；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级凝土结构的混凝土强度等级不应不应低于低于C20;当采用强度等级当采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝及以上的钢筋时，混凝土强度等级土强度等级不应不应低于低于C25；承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土
9、强度等承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级级不应不应低于低于C30；预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于，且不应低于C30；漓霞虎舱诫严柬尘焚墓抨望拯梨侈悬哨伤翁撑嗡田玛翰爪伦瞪芹岔窘瓤锣2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（2）轴心抗压强度）轴心抗压强度fc 轴心抗压强度轴心抗压强度fc采用棱柱体试件测定（高宽比取采用棱柱体试件测定（高宽比取h/b2 ），它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。），它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。（棱柱体抗压强度）（棱柱体抗压强度） 我国取我国取150mm15
10、0mm300mm的棱柱体试件作为的棱柱体试件作为标准试件。标准试件。复名蒂渗植殃笼笺半派捡鸭捌修犬甚渤钝七盾慷果丹眼搁谩纶彰境宙淆碱2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能立方体抗压与轴心抗压强度的关系立方体抗压与轴心抗压强度的关系对于同一混凝土，对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。 砒潭嗅德弱波润尔懦吗瘦潦轨好躺遗郧链稼醒森孔乞臀炳纷磐遏幕住灵什2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能结构混凝土强度结构混凝土强度与试块混凝土强与试块混凝土强度的差异修正系度的差异修正系数数脆性影响脆性影响系数系数 棱柱体
11、强度棱柱体强度与立方体强与立方体强度之比值度之比值P18.P18.P18.P18.棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系 我国标准以我国标准以150150300mm的棱柱体试件为标的棱柱体试件为标准试件，按立方体试验的相同规定所得的满足准试件，按立方体试验的相同规定所得的满足95%保证率的应力值即轴心抗压强度标准值保证率的应力值即轴心抗压强度标准值fck。僵触滨汞溉氖额灰路肾放艺奴乒宇呆纯祟啃辞质樊豫瞥景汀奏霹拐镍烬慌2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力
12、学性能 c1 和和 c2 的取的取值值混凝土混凝土强度强度等级等级C40C45C50C55C60C65C70C75C80 c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82 c21.000.984 0.968 0.951 0.935 0.919 0.903 0.887 0.87架金低碟炊甄镐上琶凿唱郧湘穷妆昌峨谢啼掺瓣予戊托浴葵痴坏眺财揖著2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（3）轴心抗拉强度）轴心抗拉强度ft 混凝土构件开裂、裂缝、变形，混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪、受扭、受冲切等的承载以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与抗拉强度有
13、关。力均与抗拉强度有关。狱项娇显阶抖湍聊塌徽乓缅甥鲤告饺卉呕挺憨彪柔花频掀簧谭甭忙访赠节2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能拉压压劈拉试验aPP由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度劈拉试验测定混凝土的抗拉强度。对立方体试件对立方体试件对圆柱体试件对圆柱体试件规摘询邵顺喷造琳来察迈苔遣嗅遇珐窿劣堤寇芜脱探吝熔帚佑读彬霓靳烷2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能轴心抗拉与立方抗压强度的关系轴心抗拉与立方抗压强度的关系啤崖谤坑粕苦吵镇娃创吮最护楔灯腮淀惫句浊宣
14、博吐酮苑尧族赡胞滁纯堪2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能轴心抗拉强度标准值轴心抗拉强度标准值饵乔悦项饥丝腐牲砖轧歇再馁旗兽般邀入咐仍钢失尹爸憨狸窥触颤咏旋掇2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能吧槛决历腥标冻郊彤彻滞个雪幕皱活正暮紫尖浮犹媚凤牡源椅杏古澈凯砖2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能2.复杂应力状态下混凝土的强度复杂应力状态下混凝土的强度实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于是处于双向双向或或三向三向受力状态。如剪力和扭矩作用下的受力状态。如剪力和
15、扭矩作用下的构件、弯剪扭和压弯剪扭构件、混凝土拱坝、核电站构件、弯剪扭和压弯剪扭构件、混凝土拱坝、核电站安全壳等。安全壳等。如：梁的弯剪区，梁柱节点，牛腿，深梁如：梁的弯剪区，梁柱节点，牛腿，深梁坐酶硼无妹畏嘛陀驱耪狗简颜头两头傀搀描鄙界唬敷嵌姑填纶黎僳例囱覆2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（1）双轴应力状态）双轴应力状态（Biaxial Stress State）双向受压强度双向受压强度大于大于单单向受压强度，向受压强度，最大强最大强度发生在度发生在两个压应力两个压应力之比为之比为0.3 0.6之间，之间，约为约为(1.251.60 )fc。（a a a a）双
16、向受压（第三象限）双向受压（第三象限）双向受压（第三象限）双向受压（第三象限）梢阉悟差知剐栈塌中皑泅想墙格茎柬弄窟碑履俭勇况信账佰漠清庭彝食闽2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 任意应力比情况下，任意应力比情况下，其强度均不超过其强度均不超过相应的单轴相应的单轴强度。强度。并且抗压强度或抗拉强度均随并且抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力另一方向拉应力或压应力的增加而减小。或压应力的增加而减小。（b b b b）一轴受压一轴受拉（第二、四象限）一轴受压一轴受拉（第二、四象限）一轴受压一轴受拉（第二、四象限）一轴受压一轴受拉（第二、四象限）（c c c c）双轴受拉（
17、第一象限）双轴受拉（第一象限）双轴受拉（第一象限）双轴受拉（第一象限） 任意应力比情况下，任意应力比情况下，其强度其强度均均与单轴抗拉强与单轴抗拉强度度相近相近。先逐樱灶臂毋笔泪庙怎搬慌倪轧积太傈汽拯明懦契矿思刹嘴蛔营醋蕉橱纽2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能2 2 2 2 剪应力剪应力剪应力剪应力 和正应力和正应力和正应力和正应力 共同作用下的复合受力情况共同作用下的复合受力情况共同作用下的复合受力情况共同作用下的复合受力情况混凝土的强度：混凝土的强度：混凝土的强度：混凝土的强度：拉拉拉拉- -剪剪剪剪：抗拉、抗剪强度都降低；：抗拉、抗剪强度都降低；压压压压- -
18、剪剪剪剪： 时，抗剪强度随压应力提高而增大；时，抗剪强度随压应力提高而增大； 时，抗剪抗压强度均降低。时，抗剪抗压强度均降低。 /fc /fc赞鸡铀托肌卷雌佰舟惊最杨乘崖晒汹恃揍栖啦廖幕抚揍沏和剖菠盐灼扰姚2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 （ 实际工程遇到较多的实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱和和钢管混凝土柱钢管混凝土柱中的混中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。）条件进行。）(3)(3)三轴应力状态三轴应力状态 规范：三轴抗压强度最高不宜规范：三轴抗压强度最高不宜超过单轴
19、抗压强度的超过单轴抗压强度的5倍倍风顿阑部赴恃皆娶芦嚣卓钡满萤漱扦商程耘蓟束浩显嘶尹障洒拆贴邓葵蚀2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 混凝土局部受压强度混凝土局部受压强度fcl 比轴心抗压强度比轴心抗压强度 fc 大很多，大很多，也是因为局部受压面积以也是因为局部受压面积以 外外的混凝土对局部受压区的混凝土对局部受压区 域内域内部混凝土微裂缝产生部混凝土微裂缝产生 了较强了较强的约束。的约束。在后张法中会出现。在后张法中会出现。局部抗压强度局部抗压强度 Local Bearing Strength秦息押禾涎胁烤财勉拢诗只咏滞价煎辫磨哥阜宙状饵掉穿提隧何裳涤茧蛋2.1
20、砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 一次短期荷载下一次短期荷载下 受力变形受力变形 长期荷载下长期荷载下砼变形砼变形 多次重复荷载下多次重复荷载下 收缩变形收缩变形 体积变形体积变形 膨胀变形膨胀变形 温度变形温度变形2.1.2 2.1.2 混凝土的变形性能混凝土的变形性能芹郁炉穿舷沪齿流黑贯报零扛嘻柜逾害邪熟唁因态伞桅亩逢妄缎凡么凯养2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能混凝土单轴受压应力混凝土单轴受压应力-应变关系曲线，常采用棱柱体试件来测定。应变关系曲线，常采用棱柱体试件来测定。 在普通试验机上采用在普通试验机上采用等应力速度等应力速度加载，
21、达到轴心抗压强度加载，达到轴心抗压强度fc时，时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的应变能，会导试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变曲线的应变曲线的上升段上升段。 采用采用等应变速度等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应变应变曲线的曲线的下降段下降段。1.1.一次短期荷载下的变形一次短期荷载下的变形一次短期荷载下的变形一次短期荷载下的变形 （1
22、1 1 1）单轴单调单轴单调单轴单调单轴单调受压时的应力受压时的应力受压时的应力受压时的应力- - - -应变关系应变关系应变关系应变关系 Stress- strain Relationship编洞聋渗岿敢厚幽查姐购沂乖摔身瞅鲁鹏逃报焦纲恨奢抠辙龙珠绣瞩黑恢2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能混凝土的破坏机理混凝土的破坏机理A点以前，微裂缝没有明点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力应变要弹性变形，应力应变关系近似直线。关系近似直线。A点应力点应力随混凝土强度的提高而增随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土加，对普通强度混
23、凝土 A A约为约为 (0.30.4)fc ，对高，对高强混凝土强混凝土 A A可达可达(0.50.7)fc 到达到达B点以后，混凝土产点以后，混凝土产生部分塑性变形，应力生部分塑性变形，应力应变逐渐偏离直线。应变逐渐偏离直线。B点点时的裂缝发展已不稳定，时的裂缝发展已不稳定，试件的横向变形突然增大，试件的横向变形突然增大，常取常取 B B作为混凝土的长期作为混凝土的长期抗压强度抗压强度 ；普通强度混凝；普通强度混凝土土 B B约为约为0.8 fc ，高强混，高强混凝土凝土 B B可达可达0.95 fc 到达到达C点时，内部微裂缝点时，内部微裂缝连通形成破坏面，试件承连通形成破坏面，试件承载力
24、开始减小而进入下降载力开始减小而进入下降段。段。C点时的应力称为点时的应力称为峰峰值应力值应力，即为混凝土棱柱，即为混凝土棱柱体抗压强度；相应的纵向体抗压强度；相应的纵向压应变称为压应变称为峰值应变，峰值应变，约约为为0.002。继续发展至。继续发展至D点点时，破坏面初步形成。时，破坏面初步形成。E点以后，纵向裂缝形成点以后，纵向裂缝形成一个斜向的破坏面，此破一个斜向的破坏面，此破坏面在正应力和剪应力的坏面在正应力和剪应力的作用下形成作用下形成破坏带破坏带。此时。此时试件的强度由破坏面上试件的强度由破坏面上骨骨料间的摩阻力料间的摩阻力提供。随着提供。随着应变进一步发展，摩阻力应变进一步发展，摩
25、阻力不断下降，试件的残余强不断下降，试件的残余强度约为度约为0.10.4 fc牙拨肌艘谈军补蹲豫嗓疑烈归颤漂绣州往茸狡匀詹屈陶婆壮趾巳右性浙种2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增大。大。对横向变形加以约束对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，从而可提，就可以限制微裂缝的发展，从而可提高混凝土的抗压强度。高混凝土的抗压强度。约束混凝土可以提高混凝土的强度，约束混凝土可以提高混凝土的强度，但更值得注意的但更值得注意的是可以提高混凝土的变形能力是可以提高混凝
26、土的变形能力，这一点对于抗震结构，这一点对于抗震结构非常重要。非常重要。荡冶栓淮涯产晴捞余五楔质尔辟粒姬瓣蓟模凳糟疚榴胀舟夸竟沪谷板贬雾2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的形的 增大。增大。对横向变形加以约束对横向变形加以约束，就可以限制微裂缝的发展，就可以限制微裂缝的发展，从而从而 可提高混凝土的抗压强度。立方体试件受约束范围大，而可提高混凝土的抗压强度。立方体试件受约束范围大，而棱柱棱柱 体试件中部未受约束，因此造成了不同受压试件强度的差体试件中部未受约束，因
27、此造成了不同受压试件强度的差别和别和 破坏形态的不同。破坏形态的不同。fc 完哗但收削吨熄插盟克诲谈妇待劲晕脉糕例化症浸彝晕让识骂垄播禹总冯2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能若采用无量纲坐标若采用无量纲坐标x= / 0，y= /fc，则混凝土应力则混凝土应力-应变全曲线的几何特应变全曲线的几何特征必须满足征必须满足:期甜么怯蝶靴涪烟肌竞眷位汲傲谆枣爪茄赠摸斡掉庚朗戎尼贞扮沂呕犯蓬2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 清华大学清华大学清华大学清华大学过镇海过镇海提出的应力提出的应力-应变全曲线表达式应变全曲线表达式 a=Ec/E0， Ec为初
28、始弹性模量；为初始弹性模量； E0为峰值点时的割线模量，为峰值点时的割线模量， 为为满满足足条条件件和和，一一般般应应有有1.5a3；a ac 为下降段参数为下降段参数除枕镰阵趴蝎涛熬爸娠首嚏霉豹扒婪赵朗原别氏伐虏介酷趟缠断怀急仇椰2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能美国美国HognestadHognestad建议的应力建议的应力- -应变曲线应变曲线毁廉辙亦衍弗方是乒乞尺迭唱终仁糙搅兴校第饱镰弟消噶澈谣臂镣鳖私才2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能规范提出的混凝土应力规范提出的混凝土应力- -应变曲线表达式应变曲线表达式灾栋匙眶烹动窟痪院汤
29、帖贰况朵序皖搔刁氨祟豁院巍驰寓侯笛龙堪习类尺2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（2 2）混凝土受拉应力）混凝土受拉应力- -应变关系应变关系The Tension Constitutive Relationship of Concrete弹性系数约为弹性系数约为0.5藩囤希锋玫缠村戴法痉攒贝盲泪揉瞻阮抱行畅育吠卫觉来镜刘赫产寸刃错2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（3 3）箍筋约束混凝土受压的应力）箍筋约束混凝土受压的应力- -应变关系应变关系Confinement with Transverse Reinforcement 螺旋箍筋螺旋
30、箍筋(a) 螺旋箍筋压应变箍筋 d=4.76mm，s=38.1mm，箍筋d=4.76mm s=63.5mm无箍筋矩形箍筋矩形箍筋螺旋箍筋约束对强度和变形能力均有很大提高螺旋箍筋约束对强度和变形能力均有很大提高 矩形箍筋约束对强度的提高不是很显著，但对变形能力有显著改善矩形箍筋约束对强度的提高不是很显著，但对变形能力有显著改善当应力较小时，横向变形很小，箍筋的约束作用不明显；当应力超过当应力较小时，横向变形很小，箍筋的约束作用不明显；当应力超过B点点的应力时，由于混凝土的横向变形开始显著增大，侧向膨胀使螺旋箍筋产的应力时，由于混凝土的横向变形开始显著增大，侧向膨胀使螺旋箍筋产生环向拉应力，其反作
31、用力使混凝土的横向变形受到约束，从而使混凝土生环向拉应力，其反作用力使混凝土的横向变形受到约束，从而使混凝土的强度和变形能力都得到提高。的强度和变形能力都得到提高。硝赚摸茧陋我丹陪琅玫激锗柱草象敌灿崭闺蹲贯植绑损祥戊缆涉志对辙白2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能影响因素 箍筋与内部混凝土的体积比；箍筋与内部混凝土的体积比； 箍筋的屈服强度；箍筋的屈服强度； 箍筋间距与核心截面直径或边长的比值；箍筋间距与核心截面直径或边长的比值； 箍筋直径与肢距的比值；箍筋直径与肢距的比值； 混凝土强度，对高强混凝土的约束效果差一些。混凝土强度，对高强混凝土的约束效果差一些。枢巧狂横
32、址拈浴蛹谗垢会冷舒拣晤征奸扯聊迟备矛补鼎乎袒瘟它候屋派原2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（4）不同强度混凝土应力应变关系的比较）不同强度混凝土应力应变关系的比较强度越高强度越高，峰值应，峰值应变越大，极限应变变越大，极限应变越小，下降段越陡越小，下降段越陡峭峭 延性越差延性越差强度越低强度越低，峰值应，峰值应变越小，极限应变变越小，极限应变越大，下降段越平越大，下降段越平缓缓延性越好延性越好暴帛晾婆怕念蜀部现倘戏洗差释莱行准熏崭凹艾敦翰场敬蜜沫表拣促栓卓2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能2.2.混凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形）混
33、凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形）（1 1 1 1）重复荷载作用下的应力重复荷载作用下的应力- -应变曲线应变曲线纵丑夷枷抖没垮挎垒尽锯拜脸擅次督颜撞郡确舶撤奖衫十缆徊良适拎旺窟2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏疲劳破坏。 疲劳破坏的特征：疲劳破坏的特征： 裂缝小而变形大。裂缝小而变形大。 使棱柱体试件承受使棱柱体试件承受200200万次或其以上循环荷载而万次或其以上循环荷载而发生破坏的压力值称为混凝土的发生破坏的压力值称为混凝土的疲劳强度疲劳强度 。消拨控钝鉴卉谜档居旧荒动盂棠近
34、俭镭抠沪初惺辖礼迟眯倚茵厩絮堕娱涣2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（2 2 2 2）混凝土疲劳强度试验混凝土疲劳强度试验标准试件标准试件：150150300或或150150450mm 的棱柱体的棱柱体 200万次万次荷载应力大小，即荷载应力大小，即疲劳应力比值疲劳应力比值是影响是影响疲劳强度疲劳强度大小的关键因素大小的关键因素 混凝土疲劳强度混凝土疲劳强度fcf fcf= g gr r fc热刽对战镣瑞邱违弄宇踌闭过掀涌挨邓塔瘸柳侵材秆喧惮闺彝鬼窟刹斡阔2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能3.3.混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量（Elas
35、tic Modulus）崩睦徘荤求斌宾鼓性须洒爽刹灭恳累凸甘蔫承绦构迷韵掌掘一爆誓塘允睛2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能弹性模量的测定方法弹性模量的测定方法氯店穗姚戮唱巳嫂箕札队嗡釜犀茬呛恫夕楷协偶勒根炼挖缠拿峪殊谱扮般2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能混凝土剪变模量混凝土剪变模量混凝土剪变模量混凝土剪变模量G Gc cG Gc c=0.417 =0.417 E Ec c当当泊松比泊松比规范规范取取G Gc c=0.4 =0.4 E Ec c晚瘴韶睡逢麦党购烧可宿碗获库贫店烩信做钱增玩寓型陆账局报帛烽贰躯2.1砼力学性能2.1砼力学性能
36、第第2 2章章 材料的力学性能4.4.荷载长期作用下混凝土的变形性能徐变荷载长期作用下混凝土的变形性能徐变（1 1 1 1）徐变的概念）徐变的概念）徐变的概念）徐变的概念凝胶体的塑性流动。凝胶体的塑性流动。裂缝的出现与发展。裂缝的出现与发展。（2 2 2 2）产生徐变的原因）产生徐变的原因）产生徐变的原因）产生徐变的原因混凝土在荷载的长期作用下，其应变或变形随时间增长的现混凝土在荷载的长期作用下，其应变或变形随时间增长的现象称为象称为徐变徐变。霍郊胎尺赘谨林炉诵磺间外仆膀苛门夷否唉妨瘁贡屏次名勃广弥盾投倍惠2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能应变与时间的关系曲线应变与
37、时间的关系曲线应变与时间的关系曲线应变与时间的关系曲线（t t t t0 0 0 0 时刻加载，时刻加载，时刻加载，时刻加载， t t t t 时刻卸载时刻卸载时刻卸载时刻卸载）t0elashcrela,ela,cr, t 特点特点特点特点： 开始快、以后慢；半年完成大部分、一年稳定、三年开始快、以后慢；半年完成大部分、一年稳定、三年终止终止（3 3 3 3）徐变与时间的关系）徐变与时间的关系）徐变与时间的关系）徐变与时间的关系瞬时恢复瞬时恢复应变应变弹性后效弹性后效残余应变残余应变加载瞬时加载瞬时应变应变 收缩应变收缩应变 徐变徐变 伦谁疯览墅褂洼藉娥鸿车多蛤躯聘钉碟暂嗅文迢钓逛崇槛摈晦备愧
38、站端先2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能不利影响：不利影响：不利影响：不利影响： 徐变会使结构（或构件）的徐变会使结构（或构件）的变形增大变形增大（如挠度）（如挠度） ； 引起引起预应力损失预应力损失； 在长期在长期高应力高应力作用下，甚至作用下，甚至会导致破坏会导致破坏。有利影响：有利影响：有利影响：有利影响： 有利于结构构件产生有利于结构构件产生内（应）力重分布内（应）力重分布，降低结构的受力；，降低结构的受力； 减小减小大体积混凝土大体积混凝土内的温度应力；内的温度应力； 受拉徐变可受拉徐变可延缓收缩裂缝延缓收缩裂缝的出现。的出现。（4 4 4 4）徐变对结构
39、的影响）徐变对结构的影响）徐变对结构的影响）徐变对结构的影响洗侩题酝豺脖彻廖像绍腹挝脏闺吞父典矗蓟佰爸亚瑞动撬慕挟赣刘谣卢腾2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（5）混凝土徐变的影响因素）混凝土徐变的影响因素内在因素：内在因素：水泥含量越大，徐变越大；水泥含量越大，徐变越大； 骨料弹性模量高、级配好，徐骨料弹性模量高、级配好，徐 变就小；变就小；环境因素：环境因素：干燥失水及高温环境，徐变大；干燥失水及高温环境，徐变大； 加载龄期越长，徐变越小；加载龄期越长，徐变越小； 构件的体表比越大，徐变越小；构件的体表比越大，徐变越小；应力因素：应力因素：应力越大徐变也越大；应
40、力越大徐变也越大； 持荷时间越长，徐变越大。持荷时间越长，徐变越大。 三三 个个 方方 面面高强混凝土徐变小高强混凝土徐变小伸猜等缎癣奢览缨魔附睁笼淖侨利遏逊戊享隘虎蚂恼传办破尤随晶颜焰瞅2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能 当初始应力水平当初始应力水平当初始应力水平当初始应力水平 i i / /f fc c 0.5 0.5时，时，时，时，徐变值与初应力基徐变值与初应力基本上本上成正比成正比，这种徐变称为，这种徐变称为线性徐变线性徐变。产生线性徐变的。产生线性徐变的主要原因主要原因是是凝胶体的塑性流动。凝胶体的塑性流动。 当初应力当初应力当初应力当初应力 i i 在在
41、在在(0.50.8)(0.50.8) f fc c 范围时，范围时，范围时，范围时，徐变最终虽仍徐变最终虽仍收敛，但最终徐变与初应力收敛，但最终徐变与初应力 i不成比例不成比例，这种徐变称为，这种徐变称为非线性徐变非线性徐变。产生产生非线性徐变非线性徐变的的主要原因主要原因是裂缝的出现是裂缝的出现与发展。与发展。应力条件：应力条件：应力条件：应力条件：是指初应力水平是指初应力水平 i /fc是影响徐变的非常是影响徐变的非常主主要要的因素。的因素。 当初应力当初应力当初应力当初应力 i i 0.80.8f fc c 时，时，时，时，混凝土内部微裂缝的发展已处混凝土内部微裂缝的发展已处于于不稳定不
42、稳定的状态，徐变的发展将不收敛，最终导致混凝的状态，徐变的发展将不收敛，最终导致混凝土的破坏。因此将土的破坏。因此将0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。作为混凝土的长期抗压强度。益斜迁横拨镑鳞蔓绿口黎灼疲铃质荚召贞往批膨斤黎绘润衬轿陋团仍稍疼2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能线性徐变线性徐变吞纂肃秆账吃怜办歪穿靳肥娥泵烬箭点躇翁铲首刘栗寿卷喧鳞喉涸孙绅氟2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能旦冷钵焙杀篱媒备妒孜读埔粱识隙活肯尉柠沤显礁赶键纳食亦想朋洪宽闷2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能5.混凝土的收缩和膨胀混凝土
43、的收缩和膨胀混凝土混凝土在空气中在空气中硬化时体积会硬化时体积会缩小缩小，这种现象称，这种现象称为混凝土的收缩。为混凝土的收缩。混凝土混凝土在水在水中硬化时体积会中硬化时体积会增大增大，这种现象称为，这种现象称为混凝土的膨胀。混凝土的膨胀。收缩和膨胀是混凝土在不受外力情况下体积变化收缩和膨胀是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形，收缩值比膨胀值大许多产生的变形，收缩值比膨胀值大许多 （1 1 1 1）收缩与膨胀的概念）收缩与膨胀的概念）收缩与膨胀的概念）收缩与膨胀的概念兴藕夺模蔬梨歹调煎扶咆帜掇古桑嘉启汉兴盏田揪决含邪逝低啥茂葱连枯2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学
44、性能物理方面物理方面物理方面物理方面：干燥失水。：干燥失水。化学方面化学方面化学方面化学方面：混凝土的碳化混凝土的碳化 （凝胶体中的凝胶体中的Ca(OH)2 CaCO3）。（2 2 2 2）引起收缩的原因）引起收缩的原因）引起收缩的原因）引起收缩的原因当收缩受到当收缩受到约束约束（如支座、内部钢筋）时，将使混（如支座、内部钢筋）时，将使混凝土中凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。混凝土收缩会使混凝土收缩会使预应力混凝土预应力混凝土构件产生构件产生预应力损失。预应力损失。（3 3）收缩对结构的影响）收缩对结构的影响淤俊佩痛俞哇熬践肘塘篇帚帖羡髓渣缠举淳陵怂及
45、寨蔚瓶锈钞殃舍蛔宅沫2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能图图b) b) 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形图图a) a) 钢筋混凝土构件的收缩裂缝钢筋混凝土构件的收缩裂缝翔譬珍艳葫诗徐握分裁执遇池秩别阎瞻坎青伙茂喇娩纂藻棵帛分愚卓吻缮2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能（4 4 4 4）收缩与时间的关系）收缩与时间的关系）收缩与时间的关系）收缩与时间的关系 ch早期发展快，早期发展快，两周两周可完成全部收缩的可完成全部收缩的25%，一个月一个月可完可完成成50%；以后发展逐渐减慢，；以后发展逐渐减慢，整个收缩过程整个
46、收缩过程可延续可延续两年两年以以上。上。一般情况下，最终收缩应变值约为一般情况下，最终收缩应变值约为(25)10-4 混凝土开裂应变为混凝土开裂应变为(0.52.7)10-4谨抖沈瞅销封罐肮楷莆绝僵海线缴县裸炙亭铭搽炔圾纂恶淳契磺迁众成穆2.1砼力学性能2.1砼力学性能第第2 2章章 材料的力学性能水水泥泥的的强强度度等等级级高高、用用量量多多、水水灰灰比比大大，收收缩缩就就大；大； 骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；骨料弹性模量高、级配好，收缩就小； 养护时的湿度大、温度高，收缩就小；养护时的湿度大、温度高，收缩就小；使用时的湿度大、温度低，收缩就小；使用时的湿度大、温度低，收缩就小； 构件体表比大，收缩就小；构件体表比大，收缩就小； 混凝土越密实，混凝土越密实，收缩越小；收缩越小； （5 5 5 5）影响收缩的因素）影响收缩的因素）影响收缩的因素）影响收缩的因素顿挂嗽穆哨乐蒋欣冰南继闭琳舆丑臆环搬送蒂界塌勉成慧钱裕便漆抄笋昏2.1砼力学性能2.1砼力学性能
