鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土(參考版)
2025-05-03 12:37本頁面
【正文】 。此時(shí)試件的強(qiáng)度由斜向破壞面上的骨料間的摩阻力提供。 E點(diǎn)的應(yīng)變 e = (2~3) e 0，應(yīng)力 s = (~) fc。 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。普通強(qiáng)度混凝土sB約為 ，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土 sB可達(dá) 。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?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。 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。比值越大， 收縮越小 1001502002503003504004505005506000 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98齡期(d)收縮值(?106)B1 440B2 480B3 520B4 560水泥用量對(duì)高性能混凝土自生收縮的影響 圓環(huán)試驗(yàn) 鋼環(huán) 混凝土環(huán) 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 Key Notes: 1. Strength Grade 2. Characteristic Strength 3. Compressive Stressstrain Relationship 4. Confined Concrete 5. Shrinkage and Creep of Concrete Analysis Design Safety Long term infect 作業(yè) 思考題 24 ~ 27 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 0 2 4 6 8 10 20 30 s (MPa) e 10 3 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 B A C E D A點(diǎn)以前 ，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系近似直線。越密實(shí)， 收縮越小 （ 5）使用環(huán)境。 骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮小 （ 3）養(yǎng)護(hù)條件。 在實(shí)際工程中 ， 要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影響 ——施工縫 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 ◆ 影響因素 （ 1）水泥品種、用量。 一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為 (2~5) 104 混凝土開裂應(yīng)變?yōu)?(~) 104 圖 222混凝土的收縮 蒸汽養(yǎng)護(hù) 常溫養(yǎng)護(hù) 0 5 10 15 20 時(shí)間 (月 ) 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) 。 某些 對(duì)跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu) （如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會(huì)引起不利的內(nèi)力。 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。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土的收縮 Shrinkage 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。但由于高強(qiáng)混凝土承受較高的應(yīng)力值，初始變形較大，故兩者總變形接近。因此將 長期抗壓強(qiáng)度 。 ?當(dāng)初應(yīng)力 si 在 (~) fc 范圍時(shí)，徐變最終雖仍收斂，但最終徐變與初應(yīng)力 si不成比例，也即徐變系數(shù) j 隨 si的增大而增大，這種徐變稱為 非線性徐變 。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。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。水灰比越小，徐變也越小。 ◆ 影響因素 內(nèi)在因素 是混凝土的組成和配比?？梢曰謴?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。再經(jīng)過一段時(shí)間后，還有一部分應(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。 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。 ?在測(cè)定混凝土的 徐變 時(shí)，應(yīng)同批澆筑同樣尺寸不受荷的試件，在同樣環(huán)境下同時(shí)量測(cè)混凝土的收縮變形，從徐變?cè)嚰淖冃沃锌鄢龑?duì)比的收縮試件的變形，才可得到徐變變形。 ?不過， 徐變 有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。 ◆ 影響因素 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 應(yīng)變曲線 A BC De50ue50he50e20qcfZ ?qtan約束混凝土非約束混凝土cf ?cf ?cf ?se 混凝土 碳纖維約束混凝土應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn) 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 020040060080010001200 位移 D（ mm ）軸力 N（ kN ）未加固一層GFRP二層GFRP三層GFRP一層CFRP第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土受拉應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土受拉應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 se ftet0ctctctt EfEfEf 2 ????e纖維混凝土 4. 0 0 6. 00 8. 00 S trai n (% )3. 0 04. 0 05. 0 06. 00Stress (MPa)EC C i n t e ns io n , 2 1 d a ys第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 五、混凝土的收縮和徐變 Shrinkage and Creep 混凝土的徐變 Creep ?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 。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 反映混凝土全部受壓力學(xué)性能，可采用混凝土應(yīng)力 應(yīng)變?nèi)€的形式。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 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。 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用 等應(yīng)力速度 加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度 fc時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力 應(yīng)變曲線的 上升
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