【正文】 土 ?A可達(dá) (~)fc。 點(diǎn)以后 ，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變?cè)鲩L開始加快，應(yīng)力 應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。 混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄弱部位。混凝土的最終破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。 達(dá)到 B點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取 B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土?B約為 ，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土 ?B可達(dá) 。 達(dá)到 C點(diǎn) fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變?cè)鲩L速度明顯加快， C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變 e 0，約為 。 縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到 D點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。 隨應(yīng)變?cè)鲩L，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。 E點(diǎn)的應(yīng)變 e = (2~3) e 0，應(yīng)力 ? = (~) fc。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系曲線 強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時(shí)脆性越顯著，下降段越陡。 混凝土的物理力學(xué)性能 混凝土 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ Hognestad建議的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 uuccffeeeeeee?eeeeee???????????????????????????????????0000200 0 20 fc f c?ee0eu混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 《 規(guī)范 》 應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 上升段： ])1(1[0nccc f ee? ???0ee ?下降段： cc f?? ueee ??055010)50(0 0 3 10)50( 0 )50(6012?????????????cuucucufffnee《規(guī)范》混凝土應(yīng)力 應(yīng)變曲線參數(shù)f cu ≤ C 5 0 C 6 0 C 7 0 C 8 0n 2 1 . 8 3 1 . 6 7 1 . 5e 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 0 5 0 . 0 0 2 1 0 . 0 0 2 1 5e u 0 . 0 0 3 3 0 . 0 0 3 2 0 . 0 0 3 1 0 . 0 0 3 混凝土 0 10203040506070C80C60C40C20?e混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土的變形模量 彈性模量 0?tgEc ?變形模量 1?tgEc ??切線模量 混凝土 混凝土的物理力學(xué)性能 ?tgE c ?39。39。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 彈性模量測定方法 ?e fc5~10 次)N / m m(10 25cucfE?? 混凝土 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土的收縮 混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時(shí)， 將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂。混凝土收縮會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 ◆ 影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度 、 濕度 、 構(gòu)件斷面形狀及尺寸 、 配合比 、 骨料性質(zhì) 、 水泥性質(zhì) 、 混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān) 。 （ 1） 水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級(jí)越高 ， 制成的混凝土收縮越大 。 （ 2） 水泥的用量： 水泥用量多 、 水灰比越大 ， 收縮越大 。 （ 3） 骨料的性質(zhì)： 骨料彈性模量高 、 級(jí)配好 ， 收縮就小 。 （ 4） 養(yǎng)護(hù)條件： 干燥失水及高溫環(huán)境 ， 收縮大 。 （ 5） 混凝土制作方法： 混凝土越密實(shí) ， 收縮越小 。 （ 6） 使用環(huán)境： 使用環(huán)境溫度 、 濕度越大 ， 收縮越小 。 （ 7） 構(gòu)件的體積與表面積比值： 比值大時(shí) ， 收縮小 。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土的徐變 混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時(shí)間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。 徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混凝土的徐變，會(huì)使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會(huì)造成預(yù)應(yīng)力的損失。 混凝土的徐變特性主要與時(shí)間參數(shù)有關(guān)。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 在應(yīng)力（ ≤）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時(shí) 彈性應(yīng)變 eel（ = ?i/Ec(t0)， t0加荷時(shí)的齡期）。 隨荷載作用時(shí)間的延續(xù)，變形不斷增長，前 4個(gè)月徐變?cè)鲩L較快， 6個(gè)月可達(dá)最終徐變的（ 70~80） %，以后增長逐漸緩慢， 2~3年后趨于穩(wěn)定。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 記 (tt0)時(shí)間后的總應(yīng)變?yōu)?e c(t,t0)， 此時(shí)混凝土的收縮應(yīng)變?yōu)閑sh(t， t0)， 則徐變?yōu)?， ecr (t,t0) = ec(t,t0) e c(t0) esh(t,t0)= ec(t,t0) eel esh(t,t0) 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 如在時(shí)間 t 卸載，則會(huì)產(chǎn)生 瞬時(shí)彈性恢復(fù)應(yīng)變 eel39。由于混凝土彈性模量隨時(shí)間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變 eel39。小于加載時(shí)的瞬時(shí)彈性應(yīng)變 eel。再經(jīng)過一段時(shí)間后，還有一部分應(yīng)變 eel39。39。可以恢復(fù)，稱為 彈性后效 或徐變恢復(fù)，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變 ecr39。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 ◆ 影響因素 內(nèi)在因素 是混凝土的組成和配比。骨料 (aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。 環(huán)境影響 包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù) (curing)的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（ 20~35） %。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對(duì)濕度越小，徐變就越大。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形） ◆ 疲勞強(qiáng)度 混凝土的疲勞強(qiáng)度由疲勞試驗(yàn)測定。采用100mm 100mm 300mm 或著 150mm 150mm 450mm的棱柱體，把棱柱體試件承受 200萬次或其以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞的壓應(yīng)力值稱為 混凝土的疲勞抗壓強(qiáng)度 。 ◆ 影響因素 施加荷載時(shí)的應(yīng)力大小是影響應(yīng)力 應(yīng)變曲線不同的發(fā)展和變化的關(guān)鍵因素，即混凝土的疲勞強(qiáng)度與重復(fù)作用時(shí)應(yīng)力變化的幅度有關(guān)。 在相同的重復(fù)次數(shù)下，疲勞強(qiáng)度隨著疲勞應(yīng)力比值的增大而增大 。 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土在荷載重復(fù)作用下的 應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 混凝土的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 鋼筋的物理力學(xué)性能 鋼筋的物理力學(xué)性能 熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋 D —公稱直徑 A — 3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線圖 21 常用鋼筋形式刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 鋼筋的物理力學(xué)性能 熱軋鋼筋的分類 HPB235級(jí) 、 HRB335級(jí) 、 HRB400級(jí) 、 RRB400級(jí) 屈服強(qiáng)度 fyk（ 標(biāo)準(zhǔn)值 =鋼材廢品限值，保證率 %）HPB235級(jí) ： fyk = 235 N/mm2 HRB335級(jí) ： fyk = 335 N/mm2 HRB400級(jí) 、 RRB400級(jí) ： fyk = 400 N/mm2 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 HPB235級(jí) (Ⅰ 級(jí) )鋼筋多為光面鋼筋 ， 多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋。 HRB335級(jí) (Ⅱ 級(jí) )和 HRB400級(jí) (Ⅲ 級(jí) )鋼筋 強(qiáng)度較高，多 作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用 Ⅱ 級(jí)鋼筋作箍筋以 增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋 。 RRB400級(jí) (Ⅳ 級(jí) )鋼筋 強(qiáng)度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋， 一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。 延伸率 ?5=2 1 1 10%， 直徑 8~40。 鋼筋的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 鋼絲 ， 中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為 800~1200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為 1470 ~1860MPa； 延伸率 d10=6%， d100=~4%；鋼絲的直徑 3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑 ~ mm。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 冷加工鋼筋 是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。 近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。 熱處理鋼筋 是將 Ⅳ 級(jí)鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 鋼筋的物理力學(xué)性能 ? e 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 鋼筋的強(qiáng)度與變形 ◆ 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋 a’ a b c d e fu a180。為比例極限 oa為彈性階段 de為強(qiáng)化階段 b為屈服上限 c為屈服下限，即 屈服強(qiáng)度 fy cd為屈服臺(tái)階 e為極限抗拉強(qiáng)度 fu fy f ef為頸縮階段 鋼筋的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 幾個(gè)指標(biāo)： 屈服強(qiáng)度 ： 是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù) ，因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生很大的塑性變形，且卸載時(shí)這部分變形 不可恢復(fù) ，這會(huì)使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強(qiáng)度。 延 伸 率 ：鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。 0010o r 5 lll ???屈 強(qiáng) 比： 反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/fu=~。 ?e殘余變形 er彈性變形 ee 鋼筋的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 一般可采用雙線性的理想彈塑性關(guān)系 yyysfEee?eee????? fy ey1 Es 鋼筋的彈性模量 (N/mm2)種 類 E sHPB235 級(jí)鋼筋 105H R B 3 35 級(jí)鋼筋、 H R B 400 級(jí)鋼筋、 RR B 400 級(jí)鋼筋、熱處理鋼筋 105消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲 105鋼絞線 105 鋼筋的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋 a%? fua點(diǎn)：比例極限，約為 a點(diǎn)前：應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系為線彈性 a點(diǎn)后：應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點(diǎn) 強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo) ——條件屈服點(diǎn) 殘余應(yīng)變?yōu)?%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 《 規(guī)范 》 取 ? = fu 鋼筋的物理力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 1） 強(qiáng)度 ：要