【正文】 徐變對混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。 （ 7） 構(gòu)件的體積與表面積比值： 比值大時 ， 收縮小 。 （ 5） 混凝土制作方法： 混凝土越密實 ， 收縮越小 。 （ 3） 骨料的性質(zhì)： 骨料彈性模量高 、 級配好 ， 收縮就小 。 （ 1） 水泥的品種：水泥強度等級越高 ， 制成的混凝土收縮越大 ?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。39。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。 E點的應(yīng)變 e = (2~3) e 0，應(yīng)力 ? = (~) fc。 縱向應(yīng)變發(fā)展達到 D點，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。普通強度混凝土?B約為 ，高強強度混凝土 ?B可達 。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(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)變增長開始加快，應(yīng)力 應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。 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 混凝土的物理力學(xué)性能 0 2 4 6 8 10 20 30 ? (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。 在普通試驗機上采用 等應(yīng)力速度 加載，達到軸心抗壓強度 fc時，試驗機中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力 應(yīng)變曲線的 上升段 。 ( )cc c lf f f????ccf ?cf ?lf第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土的變形 單軸受壓應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 混凝土單軸受力時的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征 ,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機進行非線性分析的基礎(chǔ)。 混凝土的物理力學(xué)性能 由試驗得到的經(jīng)驗公式為 : 式中 ——被約束混凝土的軸心抗壓強度； ——非約束混凝土的軸心抗壓強度； ——側(cè)向約束壓應(yīng)力。 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 ◆ 三軸應(yīng)力狀態(tài) 三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力 ? 和正應(yīng)力 ? 共同作用下的復(fù)合受力情況。 ◆ 雙軸應(yīng)力狀態(tài) 混凝土的物理力學(xué)性能 實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。 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 在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。 雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為 ~，約 (~ )fc。 ( )cc c lf f f????ccf ?cf ?lf（ 3）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 雙軸應(yīng)力狀態(tài) 實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強度，關(guān)系為 : 式中 —— 被約束混凝土的軸心抗壓強度； —— 非約束混凝土的軸心抗壓強度； —— 側(cè)向約束壓應(yīng)力。 當壓應(yīng)力不太高時 ， 其存在可提高混凝土的抗剪強度 ， 拉應(yīng)力的存在會降低混凝土的抗剪強度 。 混凝土的物理力學(xué)性能 3）軸心抗拉強度 混凝土的軸心抗拉強度可以采用直接軸心受拉的試驗方法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。 構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。 考慮到實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護和受力情況，實際構(gòu)件強度與試件強度之間存在差異， 《 規(guī)范 》 基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強度標準值和立方體抗壓強度標準值的換算關(guān)系為： 混凝土的物理力學(xué)性能 kcuck fkkf , ??? 式中： k１ 為棱柱體強度與立方體強度之比，對不大于 C50級的混凝土取 ，對 C80取 ，其間按線性插值。 2）軸心抗壓強度 按標準方法制作的 150mm l50mm 300mm的棱柱體試件，在溫度為 20土 3℃ 和相對濕度為 90％以上的條件下養(yǎng)護 28d，用標準試驗方法測得的具有 95％保證率的抗壓強度 。 3℃ ，濕度 ≥90%）養(yǎng)護 28天，用標準試驗方法（加載速度 ~，兩端不涂潤滑劑 ）測得的 具有 95%保證率 的抗壓強度，用符號 C表示。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標。 注意： 混凝土強度的重要因素； ，微裂縫的擴展對混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。 Ｂ .亞微觀結(jié)構(gòu)： 即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)。要求熟練掌握、深刻理解一些重要的概念并在今后的學(xué)習(xí)中不斷的深入理解。本課程的內(nèi)容多、符號多、計算公式多、構(gòu)造規(guī)定也多，學(xué)習(xí)時要遵循教學(xué)大綱的要求，貫徹“少而精”的原則，突出重點內(nèi)容的學(xué)習(xí)。混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論相當于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的材料力學(xué)，它是以實驗為基礎(chǔ)的，因此除了課堂學(xué)習(xí)以外，還要加強實驗的教學(xué)環(huán)節(jié)，以進一步理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和訓(xùn)練實驗的基本技能。 設(shè)計計算理論： 發(fā)展了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，基礎(chǔ)理論問題大都得到解決，而新型混凝土材料及其復(fù)合結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)又不斷提出新的課題，并不斷促進混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用 第三階段： 二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在 隨著建設(shè)速度加快，對材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。 混凝土和鋼筋強度的不斷提高。 計算理論： 結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計算均套用彈性理論，采用容許應(yīng)力設(shè)計方法。 鋼筋和混凝土的強度都比較低。 ?與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛結(jié)構(gòu)，而且 高性能混凝土 和 新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。 ? 1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。 ?1824年英國人阿斯普丁 ()發(fā)明硅酸鹽水泥。 ⑷ 施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點 ⑵ 抗裂性差：普通 RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差 (露天、沿海、化學(xué)侵蝕 )時會影響耐久性；也限制了普通 RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強鋼筋無法應(yīng)用。 ⑹ 易于就地取材：混凝土所用的大量砂 、 石 ， 易于就地取材 ， 近年來 ， 已有利用工業(yè)廢料來制造人工骨料 ， 或作為水泥的外加成分 ， 改善混凝土的性能 。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點 ⑷ 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好 ， 且通過 合適的配筋 ， 可獲得較好的延性 ， 適用于抗震 、 抗爆結(jié)構(gòu)；同時防振性和防輻射性能較好 ， 適用于防護結(jié)構(gòu) 。 ⑵ 可模性好：混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸 ， 適用于各種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu) ， 如空間薄殼 、 箱形結(jié)構(gòu)等 。 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點 鋼筋與混凝土共同工作的條件： 鋼筋和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因為： ⑴鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力； ⑵鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)（ 鋼材為 105，混凝土為 (~) 105）， 因此當溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞?；炷两Y(jié)構(gòu) 上冊 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第一章 緒 論 以混凝土材料為主的結(jié)構(gòu)均可稱為 混凝土結(jié)構(gòu) 。 包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和素混凝土結(jié)構(gòu)等。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點 混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點： ?優(yōu)點 ⑴ 材料利用合理：鋼筋和混凝土的材料強度可以得到充分發(fā)揮 ， 結(jié)構(gòu)承載力與剛度比例合適 ， 基本無局部穩(wěn)定問題 ， 單位應(yīng)力價格低 ， 對于一般工程結(jié)構(gòu) ，經(jīng)濟指標優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu) 。 ⑶ 耐久性和耐火性較好 ， 維護費用低：鋼筋有混凝土的保護層 ， 不易產(chǎn)生銹蝕 ， 而混凝土的強度隨時間而增長；混凝土是不良熱導(dǎo)體 ， 30mm厚混凝土保護層 可耐火 2小時 ， 使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度 。 ⑸ 剛度大 、 阻尼大 ， 有利于結(jié)構(gòu)的變形控制 。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點 ? 缺點： ⑴ 自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。 ⑶ 承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。 ⑸ 混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補強比較困難。 ?1849年法國人朗波 ()制造了第一只鋼筋混凝土小船。 ?混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)用于土木工程距今僅 150多年。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用 第一階段： 從鋼筋混凝土的發(fā)明至上世紀初。 主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用 第二階段： 從上世紀 20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后。 1928年法國杰出的土木工程師 應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來建造大跨度 計算理論： 前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫（ ）開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計法， 50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計算理論。 高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標志。 加強實驗、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴大知識面。 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題 混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題 第一章 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題 突出重點并注意難點的學(xué)習(xí)。 深刻理解重要的概念，熟練掌握設(shè)計計算的基本功，切記死記硬背。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理 力學(xué)性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土的物理力學(xué)性能 混凝土的物理力學(xué)性能 通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型： Ａ .微觀結(jié)構(gòu)： 也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成。 Ｃ .宏觀結(jié)構(gòu)： 即砂漿和粗骨料兩組分體系。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 混凝土結(jié)構(gòu)中， 主要是利用它的 抗壓強度 。 混凝土的強度等級是用抗壓強度來劃分的 混凝土的物理力學(xué)性能 （ 1）單向受力狀態(tài)下混凝土的強度 1）立方體抗壓強度 ：邊長為 150mm的混凝土立方體試件，在標準條件下（溫度為 20177。 《 規(guī)范 》 根據(jù)強度范圍， 從 C15~C80共劃分為 14個強度等級， 級差為 5N/mm2。對于同一混凝土， 棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度 。 k2為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對 C40取 ，對C80取 ，中間按直線規(guī)律變化取值。 kcuck fkkf , ???fcu,k立方體強度標準值即為混凝土強度等級 fcu。 混凝土的物理力學(xué)性能 劈拉試驗 F a F 拉 壓 壓 22aFfsp ?? ?第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土的物理力學(xué)性能 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 規(guī)定軸心抗拉強度標準值與立方體抗壓強度標準值的換算關(guān)系為： ? ?, 1 cu kff ??? ? ? ? ?混凝土軸心抗拉強度與立方體抗壓強度的關(guān)系 在平面應(yīng)力狀態(tài)下 ， 當兩方向應(yīng)力均為壓應(yīng)力時 ，抗壓強度相互提高 ， 最大可增加 27％ ， 而當一方向為壓