【正文】 應力 ， 另一方向為拉應力時 ， 強度相互降低 。 剪應力的存在降低混凝土的抗壓和抗拉強度 。 側向壓應力的存在還可提高混凝土的延性。更多的是處于 雙向 或 三向 受力狀態(tài)。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應力 應變關系與單軸受壓曲線相似，但峰值應變均超過單軸受壓時的峰值應變。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應力或壓應力的增加而減小。更多的是處于 雙向 或 三向 受力狀態(tài)。 混凝土的抗剪強度：隨 拉 應力增大而減小 隨 壓 應力增大而增大 當壓應力在 ，抗剪強度達到最大， 壓應力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應力的增大而減小。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側壓條件進行。 側向壓應力的存在還可提高混凝土的延性。 混凝土單軸受壓應力 應變關系曲線，常采用棱柱體試件來測定。 采用 等應變速度 加載，或在試件旁附設高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機內(nèi)集聚的應變能，可以測得應力 應變曲線的 下降段 。 A點應力隨混凝土強度的提高而增加，對普通強度混凝土 ?A約為 (~)fc ，對高強混凝土 ?A可達 (~)fc。微裂縫的發(fā)展導致混凝土的橫向變形增加。 混凝土在結硬過程中，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。 達到 B點，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，體積應變開始由壓縮轉為增加。取 B點的應力作為混凝土的長期抗壓強度。 達到 C點 fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應變增長速度明顯加快， C點的縱向應變值稱為峰值應變 e 0，約為 。 隨應變增長，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不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。 混凝土的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 不同強度混凝土的應力 應變關系曲線 強度等級越高，線彈性段越長，峰值應變也有所增大。 混凝土的物理力學性能 混凝土 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ Hognestad建議的應力 應變曲線 uuccffeeeeeee?eeeeee???????????????????????????????????0000200 0 20 fc f c?ee0eu混凝土的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 ◆ 《 規(guī)范 》 應力 應變關系 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》混凝土應力 應變曲線參數(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 混凝土的物理力學性能 ?tgE c ?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體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。 當這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時， 將使混凝土中產(chǎn)生拉應力，甚至引起混凝土的開裂。 混凝土的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 ◆ 影響因素 混凝土的收縮受結構周圍的溫度 、 濕度 、 構件斷面形狀及尺寸 、 配合比 、 骨料性質 、 水泥性質 、 混凝土澆筑質量及養(yǎng)護條件等許多因素有關 。 （ 2） 水泥的用量： 水泥用量多 、 水灰比越大 ， 收縮越大 。 （ 4） 養(yǎng)護條件： 干燥失水及高溫環(huán)境 ， 收縮大 。 （ 6） 使用環(huán)境： 使用環(huán)境溫度 、 濕度越大 ， 收縮越小 。 混凝土的物理力學性能 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，其變形隨時間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。由于混凝土的徐變，會使構件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應力重分布，在預應力混凝土結構中會造成預應力的損失。 混凝土的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 在應力（ ≤）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時 彈性應變 eel（ = ?i/Ec(t0)， t0加荷時的齡期）。 混凝土的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 記 (tt0)時間后的總應變?yōu)?e c(t,t0)， 此時混凝土的收縮應變?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) 混凝土的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土 如在時間 t 卸載，則會產(chǎn)生 瞬時彈性恢復應變 eel39。小于加載時的瞬時彈性應變 eel。39。 混凝土的物理力學性能 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。水灰比越小，徐變也越小。受荷前養(yǎng)護 (curing)的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。受荷后構件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。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)生破壞的壓應力值稱為 混凝土的疲勞抗壓強度 。 在相同的重復次數(shù)下，疲勞強度隨著疲勞應力比值的增大而增大 。 HRB335級 (Ⅱ 級 )和 HRB400級 (Ⅲ 級 )鋼筋 強度較高，多 作為鋼筋混凝土構件的受力鋼筋，尺寸較大的構件，也有用 Ⅱ 級鋼筋作箍筋以 增強與混凝土的粘結，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋 。 延伸率 ?5=2 1 1 10%， 直徑 8~40。中高強鋼絲和鋼絞線均用于預應力混凝土結構。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強度，節(jié)約鋼材。 近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應根據(jù)專門規(guī)程使用。用于預應力混凝土結構。為比例極限 oa為彈性階段 de為強化階段 b為屈服上限 c為屈服下限，即 屈服強度 fy cd為屈服臺階 e為極限抗拉強度 fu fy f ef為頸縮階段 鋼筋的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 幾個指標： 屈服強度 ： 是鋼筋強度的設計依據(jù) ，因為鋼筋屈服后將發(fā)生很大的塑性變形，且卸載時這部分變形 不可恢復 ，這會使鋼筋混凝土構件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。 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。 0010o r 5 lll ???屈 強 比： 反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=~。 例如 ， 對抗震等級為一、 二級的框架結構 ， 其縱向受力鋼筋的實際強屈比不應小于 。 3） 可焊性 ：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形 ， 焊接接頭性能良好 。 混凝土結構對鋼筋性能的要求 鋼筋的物理力學性能 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋的粘結 混凝土與鋼筋的粘結 粘結的意義 粘結和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎 鋼筋與混凝土之間粘結應力示意圖 （ a）錨固粘結應力 （ b）裂縫間的局部粘結應力 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋的粘結 混凝土與鋼筋的粘結 粘結力的形成 ◆ 光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結機理，其粘結作用主要由三部分組成： （１）鋼筋與混凝土接觸面上的化學吸附作用力（膠結力）。 （２）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生的摩阻力。對于光圓鋼筋，這種咬合力來自于表面的粗糙不平。 變形鋼筋和混凝土的機械咬合作用 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋的粘結 混凝土與鋼筋的粘結 粘結強度 ◆ 測試 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋的粘結 混凝土與鋼筋的粘結 ◆ 計算公式 dlN?? ?式中 N—鋼筋的拉力；ｄ —鋼筋的直徑； ｌ —粘結的長度。 Ａ .光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結強度都隨混凝土強度等級的提高而提高，但不與立方體強度成正比。 Ｃ .鋼筋間的凈距對粘結強度也有重要影響。 Ｅ .在直接支撐的支座處，橫向壓應力約束了混凝土的橫向變形，可以提高粘結強度。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋的粘結 混凝土與鋼筋的粘結 鋼筋的錨固與搭接 ◆保證粘結的構造措施 (1)對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長度和錨固長度； (2)為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護層最小厚度的要求； (3)在鋼筋的搭接接頭內(nèi)應加密箍筋； (4)為了保證足夠的粘結在鋼筋端部應設置彎鉤； (5)對大深度混凝土構件應分層澆筑或二次澆搗； (6)一般除重銹鋼筋外，可不必除銹。 受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度計算公式： al ll ?? 式中， ζ為受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)，它與同一連接區(qū)內(nèi)搭接鋼筋的截面面積有關，詳見 《 規(guī)范 》 。 《 規(guī)范 》 規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長度作為鋼筋的基本錨固長度，其計算公式為： dfflty??? 第三章 按近似概率理論 極限狀態(tài)設計法 第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法 極限狀態(tài) 167。 第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法 極限狀態(tài) 167。 在結構設計基準期內(nèi)其值隨時間而變化 ， 其變化與平均值不可忽略的荷載 。 第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法 極限狀態(tài) 167。 極限狀態(tài) 結構的功能要求 1. 結構的安全等級 安全等級 破壞后的影響程度 建筑物的類型 一級 很嚴重 重要的建筑物 二級 嚴重 一般的建筑物 三級 不嚴重 次要的建筑物 第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法 極限狀態(tài) 167。 設計年限可按 《 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準 》 確定 ， 也可經(jīng)過主管部門的批準按業(yè)主的要求確定 。 注意： 區(qū)別建筑物的設計使用年限與建筑物的使用壽命 。 ◎ 在偶然事件 （ 如地震 、 爆炸 ） 發(fā)生時和發(fā)生后 ， 結構應能保持整體穩(wěn)定性 ， 不應發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財產(chǎn)的嚴重損失 。 如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形 （ 撓度 、 側移 ） 、 振動 （ 頻率 、 振幅 ） ， 或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度 。即在各種因素的影響下（ 混凝土碳化、鋼筋銹蝕 ）， 結構的承載力和剛度 不應隨時間有過大的降低，而導致結構在其預定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命。 ■ 結構可靠性越高 ， 建設造價投資越大 。 第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設計法 極限狀態(tài) ■ 顯然這種可靠與經(jīng)濟的均衡受到多方面的影響 ， 如國家經(jīng)濟實力 、 設計工作壽命 、 維護和修復等 。 ■ 設計人員可以根據(jù)具體工程的重要程度