第二章 材料力學(xué)性能

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋與混凝土的粘結(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)第二章第二章 混凝土結(jié)構(gòu)材料混凝土結(jié)構(gòu)材料 的物理力學(xué)性能的物理力學(xué)性能 材料的力學(xué)性能鋼鋼 筋筋混混 凝凝 土土兩者間的粘結(jié)兩者間的粘結(jié)強(qiáng)強(qiáng) 度度變變 形形粘結(jié)破壞的粘結(jié)破壞的過(guò)程和機(jī)理過(guò)程和機(jī)理第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼材2.1 2.1 鋼鋼 筋筋 Steel Reinforcement一、鋼筋的品種一、鋼筋的品種(Reinforcement types) 熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、冷加工鋼筋三大系列。熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、冷加工

2、鋼筋三大系列。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼 材1、熱軋鋼筋熱軋鋼筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar 熱軋鋼筋熱軋鋼筋：是指鋼廠用熔化的鋼水直接軋制而成的是指鋼廠用熔化的鋼水直接軋制而成的鋼筋。它屬于普通低碳鋼鋼筋和普通低合金鋼鋼筋。鋼筋。它屬于普通低碳鋼鋼筋和普通低合金鋼鋼筋。u與世界上許多國(guó)家相比，我國(guó)建筑用鋼筋的強(qiáng)度偏低。根據(jù)節(jié)材、減耗及對(duì)性能的要求，本次規(guī)范修訂淘汰低強(qiáng)鋼筋，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用高強(qiáng)高性能鋼筋。u規(guī)范根據(jù)鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修改，不再限制鋼筋材料的化學(xué)規(guī)范根據(jù)鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修改，不再限制鋼筋材料的化學(xué)成分，而按性能確定鋼筋的牌號(hào)和強(qiáng)度級(jí)別。

3、成分，而按性能確定鋼筋的牌號(hào)和強(qiáng)度級(jí)別。u特別注意，為了節(jié)約合金資源，降低價(jià)格，列入靠控溫軋?zhí)貏e注意，為了節(jié)約合金資源，降低價(jià)格，列入靠控溫軋制而具有一定延性的制而具有一定延性的HRBFHRBF系列細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋。系列細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼 材HPB300級(jí)、HRB335級(jí)、HRB400級(jí)、RRB400級(jí)HRBF335級(jí)、HRBF400級(jí)、HRB500級(jí)、HRBF500級(jí)HPBHot rolledPlainBarHRBHot rolledRibbedBarRRBRemainedRibbedBar屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 fyk（標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值= =鋼材廢品限

4、值，保證率97.73%）HPB300級(jí)： fyk = 300 N/mm2HRB335級(jí)： fyk = 335 N/mm2HRB400級(jí)、HRBF400、RRB400級(jí)： fyk = 400 N/mm2第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼 材uHPB300級(jí)(級(jí))鋼筋鋼筋多為光面鋼筋（多為光面鋼筋（Plain Bar），），多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋uH R B 3 3 5 級(jí) ( 級(jí) ) 、 H R B 4 0 0 級(jí) ( 級(jí) ) 、HRB500( 級(jí)）級(jí)）鋼筋鋼筋強(qiáng)度較高，多強(qiáng)度較高，多作為鋼筋混凝土作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋。構(gòu)件的受力鋼筋。 u

5、RRB400：是鋼筋熱軋后快速冷卻，利用鋼筋內(nèi)溫是鋼筋熱軋后快速冷卻，利用鋼筋內(nèi)溫度自行回火而成，淬火鋼筋強(qiáng)度提高，但塑性降低，度自行回火而成，淬火鋼筋強(qiáng)度提高，但塑性降低，可焊性降低?？珊感越档?。不宜作為重要部位的受力鋼筋，不應(yīng)用不宜作為重要部位的受力鋼筋，不應(yīng)用于直接承受疲勞荷載的構(gòu)件。于直接承受疲勞荷載的構(gòu)件。uHRBF335/ HRBF400 /HRBF500:延性、可焊性、機(jī)延性、可焊性、機(jī)械連接性能較好，推廣使用。械連接性能較好，推廣使用。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼材2 2、中、高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線中、高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線 鋼絲鋼絲 Wire：中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)

6、度為8001230MPa，高強(qiáng)鋼絲、，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線鋼絞線(Strand or Tendon)的強(qiáng)度為的強(qiáng)度為 1570 1960MPa；延伸率延伸率d10=6%，d100=3.54%；鋼絲的直徑；鋼絲的直徑59mm；外形有光面和；外形有光面和螺旋肋兩種，另有三股和七股鋼絞線，外接圓直徑螺旋肋兩種，另有三股和七股鋼絞線，外接圓直徑8.621.6 mm。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線均。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)用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。3 3、冷加工鋼筋冷加工鋼筋 Cold working rebarCold working rebar冷加工鋼筋冷加工鋼筋：是指在常溫下采用某種工藝（冷拉、冷拔

7、、冷是指在常溫下采用某種工藝（冷拉、冷拔、冷軋、冷扭）對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行加工得到的鋼筋。冷加工的目的軋、冷扭）對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行加工得到的鋼筋。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。延伸率降低。近年來(lái)，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門近年來(lái)，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。在非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件中是否采用冷加工鋼筋，應(yīng)規(guī)程使用。在非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件中是否采用冷加工鋼筋，應(yīng)進(jìn)行性價(jià)比等比較。冷加工鋼筋已經(jīng)禁止使用，是一種誤解。進(jìn)行性價(jià)比等比較。冷加工鋼筋已經(jīng)禁止使用，是一種誤解。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性

8、能2.1 鋼 材 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，受力鋼筋強(qiáng)度不宜太高，受正常使用受力鋼筋強(qiáng)度不宜太高，受正常使用極限狀態(tài)控制極限狀態(tài)控制，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋強(qiáng)度不宜太低，否則建立的有，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋強(qiáng)度不宜太低，否則建立的有效預(yù)應(yīng)力值很小效預(yù)應(yīng)力值很小。u縱向受力普通鋼筋宜采用縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400 、 HRB500、HRBF500、 HRBF400鋼筋鋼筋, ,亦可用亦可用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400。u梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋。HRB335級(jí)和 HRB

9、400級(jí)。u箍筋宜采用箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋，亦可用鋼筋，亦可用HRB335、HRBF335鋼筋鋼筋。u預(yù)應(yīng)力筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。預(yù)應(yīng)力筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。s se e第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼材二、鋼筋的應(yīng)力二、鋼筋的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 Stress-Strain Relation 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋 Rebar with yield pointa為比例極限為比例極限proportional limit s =Eseaa為彈性極限為彈性極

10、限elastic limitade為強(qiáng)化段為強(qiáng)化段strain hardening stagebb為屈服上限為屈服上限upper yield strengthc為屈服下限為屈服下限，即即屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 fylower yield strengthcdcd為屈服臺(tái)階為屈服臺(tái)階yield plateauefue為極限抗拉強(qiáng)度為極限抗拉強(qiáng)度 fu ultimate tensile strengthfyf第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能3.1 鋼材幾個(gè)指標(biāo)幾個(gè)指標(biāo)(Index)：屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度yield strength：是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)，因?yàn)殇摻钋?，因?yàn)殇摻钋髮⒑?/p>

11、大的塑性變形，且卸載時(shí)這部分變形后將很大的塑性變形，且卸載時(shí)這部分變形不可恢復(fù)不可恢復(fù)，這會(huì)使鋼，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。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。屈屈 強(qiáng)強(qiáng) 比比反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/fu=0.70.8。延延 伸伸 率率elongation strain：鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變，：鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，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

12、好在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好0010or 5lll 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 鋼筋的基本性能鋼筋標(biāo)距通常取為鋼筋標(biāo)距通常取為5d5d或或10d10d，標(biāo)距范圍包括了鋼筋的頸縮，標(biāo)距范圍包括了鋼筋的頸縮區(qū)域，而該區(qū)域的變形占試件變形的絕大部分且與試件區(qū)域，而該區(qū)域的變形占試件變形的絕大部分且與試件標(biāo)距的大小關(guān)系不大，所以導(dǎo)致標(biāo)距的大小關(guān)系不大，所以導(dǎo)致不同標(biāo)距的試件測(cè)得的不同標(biāo)距的試件測(cè)得的延伸率不同。延伸率不同。目前多采用目前多采用均勻延伸率均勻延伸率來(lái)反映鋼筋的變形能力來(lái)反映鋼筋的變形能力第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼筋鋼筋最大力下的總伸長(zhǎng)率（均勻伸長(zhǎng)率） 均勻伸

13、長(zhǎng)率均勻伸長(zhǎng)率是對(duì)應(yīng)最大應(yīng)力時(shí)是對(duì)應(yīng)最大應(yīng)力時(shí)應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變與彈性應(yīng)應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變與彈性應(yīng)變，反映了鋼筋的真實(shí)變形能力。變，反映了鋼筋的真實(shí)變形能力。 se殘余變形er彈性變形eegt0()bgtosLLLEs延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。冷彎性能是冷彎性能是反映鋼筋變形能力的另一個(gè)指標(biāo)反映鋼筋變形能力的另一個(gè)指標(biāo)第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 鋼筋的基本性能彎芯直徑越小，彎過(guò)的角度越大，冷彎性能越好，鋼筋彎芯直徑越小，彎過(guò)的角度越大，冷彎性能越好，鋼筋的塑性性能越好。的塑性性能越好。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)

14、性能2.1 鋼筋有明顯屈服點(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yyysfEeeseees fy ey1Es第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 鋼材無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋 Rebar without yield pointa0.2%s0.2 fua點(diǎn)：比例極限，約為點(diǎn)：比例極限，約為0.75fua點(diǎn)前：應(yīng)力點(diǎn)前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點(diǎn)后：應(yīng)力點(diǎn)后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒(méi)有明顯的屈有一定塑性變形，且沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)服點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)條件屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)(Equivalent yield po

15、int)殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范規(guī)范取取s s0.2 =0.85 fu硬鋼的硬鋼的簡(jiǎn)化模型簡(jiǎn)化模型 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 鋼筋的基本性能第二章 鋼筋和混凝土的材料性能：鋼筋在高應(yīng)力作用下，其應(yīng)變隨時(shí)間而增：鋼筋在高應(yīng)力作用下，其應(yīng)變隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象。加的現(xiàn)象。：鋼筋受力后，長(zhǎng)度不變，則其應(yīng)力隨時(shí)間：鋼筋受力后，長(zhǎng)度不變，則其應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象。增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象。2.1 鋼筋的基本性能（1）疲勞破壞的概念：）疲勞破壞的概念：鋼筋在重復(fù)、周期動(dòng)荷載鋼筋在重復(fù)、周期動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后，從塑性破壞的性質(zhì)轉(zhuǎn)變作用下，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后，從塑

16、性破壞的性質(zhì)轉(zhuǎn)變成脆性突然斷裂的現(xiàn)象。成脆性突然斷裂的現(xiàn)象。需驗(yàn)算鋼筋疲勞的構(gòu)件：需驗(yàn)算鋼筋疲勞的構(gòu)件：影響鋼筋疲勞的因素：影響鋼筋疲勞的因素：鋼筋的疲勞應(yīng)力幅、鋼筋的疲勞應(yīng)力幅、鋼筋的應(yīng)力變化幅度、鋼鋼筋的應(yīng)力變化幅度、鋼筋的最小應(yīng)力值、鋼筋外表面的幾何形狀、鋼筋的最小應(yīng)力值、鋼筋外表面的幾何形狀、鋼筋直徑、鋼筋等級(jí)和試驗(yàn)方法等。筋直徑、鋼筋等級(jí)和試驗(yàn)方法等。吊車梁吊車梁、橋梁面板橋梁面板等承受等承受重復(fù)荷載重復(fù)荷載的鋼筋混凝的鋼筋混凝土的構(gòu)件。土的構(gòu)件。2.1 鋼筋的基本性能第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 鋼筋的基本性能第二章 鋼筋和混凝土的材料性能是將鋼筋拉至是將鋼筋拉至超過(guò)屈服強(qiáng)

17、度超過(guò)屈服強(qiáng)度的某一應(yīng)力，然后卸載為的某一應(yīng)力，然后卸載為零，再次拉伸時(shí)鋼筋的屈服強(qiáng)度得到提高，是一種提高鋼零，再次拉伸時(shí)鋼筋的屈服強(qiáng)度得到提高，是一種提高鋼筋受拉屈服強(qiáng)度的方法。筋受拉屈服強(qiáng)度的方法。 提高鋼筋的抗拉提高鋼筋的抗拉 強(qiáng)度，節(jié)約鋼筋。強(qiáng)度，節(jié)約鋼筋。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能時(shí)效：時(shí)效： 常溫：常溫：20天天 1000:2小時(shí)小時(shí)鋼筋在冷拉后，未經(jīng)時(shí)效前，一般沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階；鋼筋在冷拉后，未經(jīng)時(shí)效前，一般沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階；經(jīng)過(guò)停放或加熱后進(jìn)一步提高了屈服強(qiáng)度并恢復(fù)了屈服臺(tái)經(jīng)過(guò)停放或加熱后進(jìn)一步提高了屈服強(qiáng)度并恢復(fù)了屈服臺(tái)階，這種現(xiàn)象稱為冷拉階，這種現(xiàn)象稱為冷拉時(shí)效硬化

18、時(shí)效硬化。冷拉冷拉只能只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，不能不能提高鋼筋的抗壓強(qiáng)度。提高鋼筋的抗壓強(qiáng)度。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能用強(qiáng)力將鋼筋拔過(guò)比它自身直徑還小的硬質(zhì)合金拔模，用強(qiáng)力將鋼筋拔過(guò)比它自身直徑還小的硬質(zhì)合金拔模，是一種提高是一種提高鋼筋強(qiáng)度鋼筋強(qiáng)度的方法。的方法。 可大大提高可大大提高抗拉抗拉、抗壓抗壓強(qiáng)度。強(qiáng)度。但但塑性塑性降低很多。降低很多。不提倡采用冷加工鋼筋不提倡采用冷加工鋼筋用巨大的延性損失，換來(lái)較小的強(qiáng)度提高。不合理！用巨大的延性損失，換來(lái)較小的強(qiáng)度提高。不合理！1 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度2 極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度3 伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率4 冷彎性能冷彎性能5 焊接性能焊接

19、性能6 耐久性能和耐火性能耐久性能和耐火性能7 粘結(jié)性能粘結(jié)性能變形指標(biāo)變形指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)鋼筋性能檢驗(yàn)鋼筋性能的四大指標(biāo)的四大指標(biāo)第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 鋼筋的基本性能混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例組成，經(jīng)凝混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例組成，經(jīng)凝結(jié)和硬化形成的，屬于復(fù)合材料。結(jié)和硬化形成的，屬于復(fù)合材料?；炷潦怯伤嘟Y(jié)晶體、水泥凝膠體和內(nèi)部微裂縫組成的混凝土是由水泥結(jié)晶體、水泥凝膠體和內(nèi)部微裂縫組成的第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的基本性能注意：注意：1.骨料的分布及骨料與基相之間在界面的結(jié)合強(qiáng)度是影骨料的分布及骨料與基相之間在

20、界面的結(jié)合強(qiáng)度是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素；響混凝土強(qiáng)度的重要因素；2.在荷載的作用下，微裂縫的擴(kuò)展對(duì)混凝土的力學(xué)性能在荷載的作用下，微裂縫的擴(kuò)展對(duì)混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。有著極為重要的影響。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度cufcftf150 150 150150 150 300100 100 500第二章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度一、混凝土的強(qiáng)度一、混凝土的強(qiáng)度(Strength of concrete)1、混凝土強(qiáng)度等級(jí)（、混凝土強(qiáng)度等級(jí)

21、（ Strength Grade ） 混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的主要是利用它的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度(Compressive Strength) )。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。的指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)是用抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分的混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是用抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分的 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：邊長(zhǎng)：邊長(zhǎng)150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下件下203，90%濕度濕度養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)28天或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試天或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度驗(yàn)方法（加載速度0.30.8N/mm2/sec，

22、兩端不涂潤(rùn)滑劑）測(cè)得的，兩端不涂潤(rùn)滑劑）測(cè)得的具有具有95%保證率保證率的立方體抗壓強(qiáng)度的立方體抗壓強(qiáng)度(Cube Strength)。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的基本性能 套箍效應(yīng)套箍效應(yīng): 不涂潤(rùn)滑油不涂潤(rùn)滑油 涂潤(rùn)滑油涂潤(rùn)滑油 影響因素影響因素： 尺寸效應(yīng)：尺寸越大，內(nèi)部缺陷較多，尺寸效應(yīng)：尺寸越大，內(nèi)部缺陷較多， 強(qiáng)度較低。強(qiáng)度較低。 加載速度：加載速度越快，強(qiáng)度越高。加載速度：加載速度越快，強(qiáng)度越高。 端部約束：涂潤(rùn)滑油端部約束：涂潤(rùn)滑油 ，強(qiáng)度降低。，強(qiáng)度降低。 齡期：隨齡期逐漸增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度開(kāi)始較快后來(lái)逐漸減慢。齡期：隨齡期逐漸增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度開(kāi)始較快后來(lái)逐漸減慢

23、。未采取減摩措施未采取減摩措施采取減摩措施后采取減摩措施后第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的基本性能 非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度換算系數(shù)：非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度換算系數(shù)： 200mm200mm200mm:1.05； 100mm100mm100mm:0.95。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 （2）混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：混凝土的強(qiáng)度等級(jí)： 規(guī)范規(guī)范是根據(jù)混凝土立方體抗是根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)劃分的。從壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)劃分的。從C15C80共劃分為共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)個(gè)強(qiáng)度等級(jí)（如（如C30表示表示fcu,k =30N/mm2），級(jí)差為，級(jí)差為5N/mm2。 C50以上為以上為高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土.2

24、.2 混凝土的強(qiáng)度 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，采用強(qiáng)度采用強(qiáng)度 等級(jí)等級(jí)400MPa及以上的鋼筋時(shí)，及以上的鋼筋時(shí)， 不應(yīng)不應(yīng)低于低于C25； 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，不宜不宜低于低于C40，且，且不應(yīng)不應(yīng)低于低于C30。 素混凝土結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于素混凝土結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15； 承受重復(fù)荷載構(gòu)件的混凝土，承受重復(fù)荷載構(gòu)件的混凝土，不應(yīng)不應(yīng)低于低于C30；混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用2.2 混凝土的強(qiáng)度美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家，采用圓柱體（直徑美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家，采用圓柱體（直徑150mm，高高

25、300 mm）標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)定的抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí)，符）標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)定的抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí)，符號(hào)記為號(hào)記為 fc。圓柱體強(qiáng)度圓柱體強(qiáng)度( Cylinder strength )與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度( Unfactored cube strength )的換算關(guān)系為，的換算關(guān)系為，cucff)81. 079. 0(立方體和圓柱體抗壓試驗(yàn)都不能代表混凝土在實(shí)際構(gòu)件中的立方體和圓柱體抗壓試驗(yàn)都不能代表混凝土在實(shí)際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來(lái)在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強(qiáng)度水平受力狀態(tài)，只是用來(lái)在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強(qiáng)度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（制作、測(cè)試方便制作、

26、測(cè)試方便）。）。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度2、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度Axial Compressive Strength軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體試件測(cè)定，用符號(hào)軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體試件測(cè)定，用符號(hào)fc表示，它比較表示，它比較接近實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一接近實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為般為h/b=24，我國(guó)通常取，我國(guó)通常取150mm150mm300mm的棱柱的棱柱體試件。體試件。 棱柱體棱柱體高度高度的取值：的取值： 擺脫端部摩擦力的影響；擺脫端部摩擦力的影響； 試件不致失穩(wěn)。試件不致失穩(wěn)。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力

27、學(xué)性能對(duì)于同一混凝土，對(duì)于同一混凝土，棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度。棱柱。棱柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為，體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為，混凝土混凝土強(qiáng)度強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)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 0.87cmc1c2cu,m0.88ff 結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度與試塊混凝土強(qiáng)與試塊混凝土強(qiáng)度的差異而采取度的差異而采取的修正系數(shù)的修正系數(shù)脆

28、性影響脆性影響系數(shù)系數(shù) 棱柱體強(qiáng)度棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)與立方體強(qiáng)度之比值度之比值第二章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度思考、混凝土破壞機(jī)理思考、混凝土破壞機(jī)理 Failure Mechanismfc 第二章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度3、軸心抗拉強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度Axial Tensile Strength 也是其基本力學(xué)性能，用符號(hào)也是其基本力學(xué)性能，用符號(hào) ft 表示?；炷翗?gòu)件開(kāi)裂、裂表示?；炷翗?gòu)件開(kāi)裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強(qiáng)度縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強(qiáng)度有關(guān)?；炷恋目估瓘?qiáng)度比抗

29、壓強(qiáng)度低得多，一般只有抗壓強(qiáng)有關(guān)。混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，一般只有抗壓強(qiáng)度的度的1/201/10，且不與抗壓強(qiáng)度成正比?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)，且不與抗壓強(qiáng)度成正比。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)越高，抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值越低。越高，抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值越低。2.2 混凝土的強(qiáng)度0102030405060708090100123456 GBJ10-89規(guī)范規(guī)范55. 0395. 0cu,m t,mff 3/226. 0 cu,mt,mff mtf,mcuf, 500 150 15010016軸心受拉試驗(yàn)第二章 工程結(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的物理力學(xué)性能拉壓壓 由于軸心受拉

30、試驗(yàn)對(duì)中困難，也常常采用立方體或圓柱體由于軸心受拉試驗(yàn)對(duì)中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈裂劈裂試驗(yàn)試驗(yàn)測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度. (Splitting Strength )dlFstf2,劈拉試驗(yàn)FdF2.2 混凝土的強(qiáng)度第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的強(qiáng)度第二章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度4、復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能（強(qiáng)度）雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) Biaxial Stress State實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙雙向向或或三向三向受力狀態(tài)。如剪力和扭矩

31、作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度5、復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) Biaxial Stress State實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙雙向向或或三向三向受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。雙向

32、受壓強(qiáng)度大于單向受壓雙向受壓強(qiáng)度大于單向受壓強(qiáng)度，最大受壓強(qiáng)度發(fā)生在強(qiáng)度，最大受壓強(qiáng)度發(fā)生在兩個(gè)壓應(yīng)力之比為兩個(gè)壓應(yīng)力之比為0.3 0.6之之間，約為間，約為1.27fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力力-應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過(guò)單相似，但峰值應(yīng)變均超過(guò)單軸受壓時(shí)的峰值應(yīng)變。軸受壓時(shí)的峰值應(yīng)變。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下下(第二、四象限第二、四象限)，任意，任意應(yīng)力比情況下均不超過(guò)其應(yīng)力比情況下均不超過(guò)其相應(yīng)單軸強(qiáng)度。并且抗壓相應(yīng)單軸強(qiáng)度。并且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)

33、度均隨另一強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。加而減小。5、復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) Biaxial Stress State實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙雙向向或或三向三向受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度5、復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) B

34、iaxial Stress State實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙雙向向或或三向三向受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。在雙軸受拉狀態(tài)下（第一象在雙軸受拉狀態(tài)下（第一象限），則不論應(yīng)力比多大，限），則不論應(yīng)力比多大，抗拉強(qiáng)度均與單軸抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度均與單軸抗拉強(qiáng)度接近。接近。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到剪應(yīng)力構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到剪應(yīng)力

35、t t 和正應(yīng)力和正應(yīng)力s s 共同作用下共同作用下的復(fù)合受力情況。的復(fù)合受力情況。混凝土的抗剪強(qiáng)度：隨混凝土的抗剪強(qiáng)度：隨拉拉應(yīng)力增大而減小應(yīng)力增大而減小 隨隨壓壓應(yīng)力增大而增大應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。力的增大而減小。t t /fcs s /fc第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài) Triaxial Stress State三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇

36、到較多的螺旋箍筋柱和三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)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)。一般采用圓柱體在鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件下的試驗(yàn)測(cè)定抗壓強(qiáng)度。等側(cè)壓條件下的試驗(yàn)測(cè)定抗壓強(qiáng)度。第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài) Triaxial Stress State三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)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)。一般采用圓柱體在鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件下的試

37、驗(yàn)測(cè)定抗壓強(qiáng)度。等側(cè)壓條件下的試驗(yàn)測(cè)定抗壓強(qiáng)度。c1c2ffs2s側(cè)向壓應(yīng)力cf 混凝土圓柱體單軸抗壓強(qiáng)度系數(shù)局部抗壓強(qiáng)度局部抗壓強(qiáng)度 Local Bearing Strength第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的強(qiáng)度clbcclfAAff 一次短期荷載下一次短期荷載下 受力變形受力變形 長(zhǎng)期荷載下長(zhǎng)期荷載下砼變形砼變形 多次重復(fù)荷載下多次重復(fù)荷載下 收縮變形收縮變形 體積變形體積變形 膨脹變形膨脹變形 溫度變形溫度變形Deformation第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的變形第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度

38、加載，加載，達(dá)到軸心達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度f(wàn)c時(shí)，時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件試驗(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，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，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得曲線的只能測(cè)得曲線的上升段。上升段。 2.2 混凝土的基本性能 常采用常采用棱柱體試件棱柱體試件來(lái)測(cè)定。在試件的四側(cè)面安裝應(yīng)來(lái)測(cè)定。在試件的四側(cè)面安裝應(yīng)變儀測(cè)讀縱向壓應(yīng)變的變化。變儀測(cè)讀縱向壓應(yīng)變的變化。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能 采用采用等應(yīng)變速度等應(yīng)變速度加載，加載，在試件旁附設(shè)高彈性元件在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可與試件一同受壓

39、，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得曲線的以測(cè)得曲線的下降段。下降段。2.2 混凝土的基本性能02468102030s(MPa)e 10-3第二章 鋼筋和混凝土的材料性能BACEDA點(diǎn)以前點(diǎn)以前，微裂縫沒(méi)有，微裂縫沒(méi)有明顯發(fā)展，混凝土的變明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線。應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對(duì)普通強(qiáng)提高而增加，對(duì)普通強(qiáng)度混凝土度混凝土s sA約為約為 (0.30.4)fc ，對(duì)高強(qiáng)混，對(duì)高強(qiáng)混凝土凝土s sA可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc。A點(diǎn)以后點(diǎn)以后，由于微裂縫，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開(kāi)

40、處的應(yīng)力集中，裂縫開(kāi)始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變?cè)霾糠炙苄宰冃危瑧?yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)開(kāi)始加快，應(yīng)力長(zhǎng)開(kāi)始加快，應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。穩(wěn)定的。混凝土在結(jié)硬過(guò)程中，混凝土在結(jié)硬過(guò)程中，由于水泥石的收縮、骨由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K弱部位?；炷恋淖罱K破壞就

41、是由于這些微裂破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的?？p的發(fā)展造成的。達(dá)到達(dá)到B點(diǎn)，內(nèi)部一些微點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開(kāi)突然增大，體積應(yīng)變開(kāi)始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，此應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取致破壞。取B點(diǎn)的應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土s sB約為約為0.8fc，高強(qiáng)強(qiáng)度，高強(qiáng)強(qiáng)度混凝土混凝土s sB可達(dá)可達(dá)0.95fc以上。以上。達(dá)到達(dá)到C點(diǎn)點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫，內(nèi)部微裂

42、縫連通形成破壞面，應(yīng)變連通形成破壞面，應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)速度明顯加快，增長(zhǎng)速度明顯加快，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變值應(yīng)變 e e 0，約為，約為0.002?？v向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見(jiàn)平行于受現(xiàn)第一條可見(jiàn)平行于受力方向的縱向裂縫。力方向的縱向裂縫。隨應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)，試件上相隨應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。通形成斜向破

43、壞面。E點(diǎn)應(yīng)變點(diǎn)應(yīng)變e e = (23) e e 0，應(yīng)，應(yīng)力力s s = (0.40.6) fc。2.2 混凝土的基本性能第二章 工程結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)變關(guān)系曲線強(qiáng)度等級(jí)越高強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段，線彈性段越長(zhǎng)，峰值應(yīng)變也有所增越長(zhǎng)，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，砂大。但高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，微裂縫很少，最實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，后的破壞往往是骨料破壞，破壞時(shí)脆性越顯著，下降破壞時(shí)脆性越顯著，下降段越陡。段越陡。強(qiáng)度等級(jí)越低強(qiáng)度等級(jí)越低，峰值

44、應(yīng)變，峰值應(yīng)變?cè)叫?，極限應(yīng)變?cè)酱螅略叫?，極限應(yīng)變?cè)酱?，下降段越平緩降段越平緩延性越好。延性越好。第二?鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的基本性能第二章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的變形了解混凝土的破壞機(jī)理，不僅可以解釋各種不同試驗(yàn)混凝土強(qiáng)了解混凝土的破壞機(jī)理，不僅可以解釋各種不同試驗(yàn)混凝土強(qiáng)度的差別，還可以通過(guò)約束混凝土的度的差別，還可以通過(guò)約束混凝土的橫向變形橫向變形來(lái)提高混凝土的來(lái)提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。如圖采用配置螺旋箍筋形成所謂抗壓強(qiáng)度。如圖采用配置螺旋箍筋形成所謂“約束混凝土約束混凝土”，可顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，并且可以提高混凝土變形能力?？娠@著提高混凝

45、土的抗壓強(qiáng)度，并且可以提高混凝土變形能力。螺旋箍筋約束混凝土螺旋箍筋約束混凝土第二章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的變形由上述混凝土的破壞機(jī)理可知，微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致橫向變形的由上述混凝土的破壞機(jī)理可知，微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致橫向變形的 增大。增大。對(duì)橫向變形加以約束對(duì)橫向變形加以約束(Lateral Constraint )，就可以限制微，就可以限制微裂縫的發(fā)展，從而裂縫的發(fā)展，從而 可提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。立方體試件受約可提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。立方體試件受約束范圍大，而棱柱束范圍大，而棱柱 體試件中部未受約束，因此造成了不同受壓體試件中部未受約束，因此造成了不同受壓試件強(qiáng)度的差別

46、和破壞形態(tài)的不同。試件強(qiáng)度的差別和破壞形態(tài)的不同。局部受壓強(qiáng)度局部受壓強(qiáng)度f(wàn)cl 比軸心抗壓強(qiáng)比軸心抗壓強(qiáng)度度 fc 大很多，也是因?yàn)榫植看蠛芏?，也是因?yàn)榫植渴軌好娣e以受壓面積以 外的混凝土對(duì)局外的混凝土對(duì)局部受壓區(qū)部受壓區(qū) 域內(nèi)部混凝土微裂域內(nèi)部混凝土微裂縫產(chǎn)生縫產(chǎn)生 了較強(qiáng)的約束。了較強(qiáng)的約束。局部受壓試件螺旋箍筋約束混凝土螺旋箍筋約束混凝土第二章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 混凝土的變形由螺旋箍筋約束混凝土的應(yīng)力由螺旋箍筋約束混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可見(jiàn)，應(yīng)變曲線可見(jiàn)，當(dāng)應(yīng)力較小時(shí)當(dāng)應(yīng)力較小時(shí)，橫向變形很小，箍筋的約束作用不明顯；橫向變形很小，箍筋的約束作用不明顯；當(dāng)應(yīng)力超過(guò)當(dāng)

47、應(yīng)力超過(guò)B點(diǎn)的應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力時(shí)時(shí)，由于混凝土的橫向變形開(kāi)始顯著增大，側(cè)向膨脹使螺旋箍筋，由于混凝土的橫向變形開(kāi)始顯著增大，側(cè)向膨脹使螺旋箍筋產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，其反作用力使混凝土的橫向變形受到約束，從產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，其反作用力使混凝土的橫向變形受到約束，從而使混凝土的而使混凝土的強(qiáng)度強(qiáng)度和和變形能力變形能力都得到提高。都得到提高。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.2 混凝土的變形“約束混凝土約束混凝土(Confined Concrete) )”的概念在工程中許多地方都的概念在工程中許多地方都有應(yīng)用，如螺旋箍筋柱、后張法預(yù)應(yīng)力錨具下局部受壓區(qū)域配有應(yīng)用，如螺旋箍筋柱、后張法預(yù)應(yīng)力錨具下局部受壓區(qū)域配置的鋼筋網(wǎng)或螺旋筋等。而置的鋼筋網(wǎng)或螺旋筋等。而鋼管混凝土鋼管混凝土(Concrete Filled Tube)對(duì)內(nèi)部混凝土的約束效果更好，因此近年來(lái)在我國(guó)工程中得到對(duì)內(nèi)部混凝土的約束效果更好，因此近年來(lái)在我國(guó)工程中得到許多應(yīng)用。許多應(yīng)用。約束混凝土可以提高混凝土的強(qiáng)度，約束混凝土可以提高混凝土的強(qiáng)度，但更值得注意的是可以提但更值得注意的是可以提高混凝土的高混凝土的變形能力變形能力(Deformation Capaci