水工鋼筋混凝土(1)

1、v強(qiáng)度強(qiáng)度單向單向受力受力復(fù)合復(fù)合受力受力v立方體壓立方體壓v軸心壓軸心壓v軸心拉軸心拉v雙壓雙壓v三壓三壓v雙拉雙拉v拉壓拉壓v剪壓剪壓v剪拉剪拉v變形變形v一次簡(jiǎn)單加荷一次簡(jiǎn)單加荷v重復(fù)加荷重復(fù)加荷v徐變徐變v收縮收縮 立方體抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能的基本代表值，立方體抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能的基本代表值，是混凝土強(qiáng)度等級(jí)劃分的依據(jù)。是混凝土強(qiáng)度等級(jí)劃分的依據(jù)。 立方體抗強(qiáng)度僅用于確定砼的標(biāo)號(hào)立方體抗強(qiáng)度僅用于確定砼的標(biāo)號(hào)C15C60，10級(jí)級(jí)例：例：C25上述條件下抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果為上述條件下抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果為 25 kcuf,C320 2/mmN2/mmNv一一 混凝土強(qiáng)度（混凝土強(qiáng)度

2、（strength）v1 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝土立方體抗壓強(qiáng)度v邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為150mm的立方體試塊，的立方體試塊，v在溫度溫度 ，v相對(duì)濕度不低于相對(duì)濕度不低于90的環(huán)境下v養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)28天天，v以每秒以每秒0.20.3的速度加荷，的速度加荷，v取具有取具有95保證率時(shí)得出的抗壓強(qiáng)度。保證率時(shí)得出的抗壓強(qiáng)度。v試驗(yàn)結(jié)果受試件與壓力機(jī)接觸面光滑程度影響試驗(yàn)結(jié)果受試件與壓力機(jī)接觸面光滑程度影響v如何影響？如何影響？ 涂油、不涂油兩種，取后者。涂油、不涂油兩種，取后者。v非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊 邊長(zhǎng)100mm 0.95 邊長(zhǎng)200mm 1.05v大型水利工程大型水利工程因施工期較長(zhǎng)，可根

3、據(jù)實(shí)際負(fù)載因施工期較長(zhǎng)，可根據(jù)實(shí)際負(fù)載時(shí)間取時(shí)間取60天或天或90天強(qiáng)度。天強(qiáng)度。v美、日、加美、日、加等采用等采用150X300圓柱體圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)試件，其強(qiáng)度為：其強(qiáng)度為：cucff)81. 079. 0(試驗(yàn)錄像試驗(yàn)錄像 2 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 采用采用150mm150mm300mm棱柱體試塊棱柱體試塊 試件低：兩端摩擦約束影響大試件低：兩端摩擦約束影響大 偏大偏大 試件高：附加偏心影響試件高：附加偏心影響 偏小偏小 進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)主要的計(jì)算參數(shù)進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)主要的計(jì)算參數(shù) 軸心抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系軸心抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系 試驗(yàn)值試驗(yàn)值 規(guī)范取

4、值規(guī)范取值 kcuckff,76. 0kcuckff,67. 0ckfv3 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度混凝土軸心抗拉強(qiáng)度 tkf直接拉伸實(shí)驗(yàn)：抗壓強(qiáng)度的直接拉伸實(shí)驗(yàn)：抗壓強(qiáng)度的1/91/18. 500 150 15010016軸心受拉試驗(yàn)3223. 0cutff dlFftt2,劈拉試驗(yàn)PaP3226. 0cutff v多向受壓多向受壓 雙向壓雙向壓：強(qiáng)度提高強(qiáng)度提高 雙向受壓強(qiáng)度大于單向受壓強(qiáng)度，最大受壓強(qiáng)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)生在兩個(gè)壓應(yīng)力之比為度發(fā)生在兩個(gè)壓應(yīng)力之比為0.3 0.6之間，約為之間，約為(1.251.60 )fc。 三向壓三向壓(約束受壓約束受壓)：強(qiáng)度和延性

5、明顯提高：強(qiáng)度和延性明顯提高 利用利用：在柱中設(shè)置螺旋筋或箍筋等，鋼管混凝土等在柱中設(shè)置螺旋筋或箍筋等，鋼管混凝土等v雙向受拉雙向受拉:互影響不大互影響不大 v一拉一壓應(yīng)力狀態(tài)下一拉一壓應(yīng)力狀態(tài)下: 一個(gè)方向的混凝土抗拉強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度隨另一向應(yīng)一個(gè)方向的混凝土抗拉強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度隨另一向應(yīng)力的增加而降低。力的增加而降低。v剪壓剪壓: 壓應(yīng)力較?。嚎辜魪?qiáng)度隨壓應(yīng)力增加而增大；壓應(yīng)力較?。嚎辜魪?qiáng)度隨壓應(yīng)力增加而增大； 壓應(yīng)力較大：抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增加而降低壓應(yīng)力較大：抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增加而降低v剪拉剪拉: 抗剪強(qiáng)度隨拉應(yīng)力的增大而減小?？辜魪?qiáng)度隨拉應(yīng)力的增大而減小。02468102030s(MP

6、a)e 10-3BACEDA點(diǎn)以前點(diǎn)以前，微裂縫沒有，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，變形主要彈性變形，應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直應(yīng)變關(guān)系近似直線。線。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，強(qiáng)度的提高而增加，對(duì)普通強(qiáng)度混凝土對(duì)普通強(qiáng)度混凝土s sA約為約為 (0.30.4)fc ，對(duì)高對(duì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)混凝土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，裂縫開處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(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)開始加快，應(yīng)力長(zhǎng)開始加快，應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。

7、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?；炷猎诮Y(jié)硬過程中，混凝土在結(jié)硬過程中，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

8、向變形展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(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0.00

9、2?？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)第一條可見平行于受現(xiàn)第一條可見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。通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變點(diǎn)的應(yīng)變e e = (23) e e 0，應(yīng)力應(yīng)力s s = (0.40.6) fc。二、混凝土變形二、混凝土變形 deforrmation 1.2

10、.2 v1 一次短期加荷時(shí)的變形一次短期加荷時(shí)的變形1 一次短期加荷時(shí)的變形一次短期加荷時(shí)的變形v(1)受壓的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系受壓的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 曲線特征曲線特征v 上升段：上升段：v 應(yīng)力?。航凭€性關(guān)系應(yīng)力小：近似線性關(guān)系 c0.30.3fc 彈性階段彈性階段v 應(yīng)力大：非線性關(guān)系應(yīng)力大：非線性關(guān)系 0.30.3fcc0.80.8fc 穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段v 近峰值：不穩(wěn)定非線性近峰值：不穩(wěn)定非線性 0.80.8fcc1.01.0fc 非穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段非穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段v 下降段：反彎點(diǎn)后平緩下降段：反彎點(diǎn)后平緩 破壞階段破壞階段（該段曲線如何測(cè)得？）（該段曲線如何測(cè)得？）v影響

11、因素影響因素v混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度：強(qiáng)度提高強(qiáng)度提高,峰值點(diǎn)應(yīng)變高；下降陡峰值點(diǎn)應(yīng)變高；下降陡,延性差延性差v 加載的速度：速度愈大，峰值應(yīng)力愈大，峰值應(yīng)變降低；下降加載的速度：速度愈大，峰值應(yīng)力愈大，峰值應(yīng)變降低；下降段愈陡，延性愈差段愈陡，延性愈差v約束情況約束情況圖圖 2-13 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（b b）矩形箍筋）矩形箍筋壓應(yīng)變壓應(yīng)變壓力箍筋 d=4.76mm s =38.1mm箍筋d=4.76mm s=63.5mm無箍筋v1、原點(diǎn)彈性模量、原點(diǎn)彈性模量 （簡(jiǎn)稱彈性模量）（簡(jiǎn)稱彈性模量）v2、變形模量、變形模量v3、切線模量、切線模量v4、

12、剪切模量、剪切模量v原點(diǎn)彈性模量原點(diǎn)彈性模量v定義定義：過原點(diǎn)作切線的過原點(diǎn)作切線的斜率斜率v取值取值 :v現(xiàn)行規(guī)范取現(xiàn)行規(guī)范取 :cecctgEes/0kcucfE,57 .342 . 210012ceecev混凝土的變形模量混凝土的變形模量v定義：定義：v連接原點(diǎn)和任意點(diǎn)作連接原點(diǎn)和任意點(diǎn)作割線的斜率應(yīng)力為砼割線的斜率應(yīng)力為砼的變形模量。的變形模量。v隨著應(yīng)力的提隨著應(yīng)力的提高，彈性系數(shù)高，彈性系數(shù)逐漸降低，混逐漸降低，混凝土的變形模凝土的變形模量明顯小于彈量明顯小于彈性模量性模量 cccecccecccEEeseeescv彈性特征系數(shù)彈性特征系數(shù)：v彈性變形占總變形比例，彈性變形占總變形

13、比例，反映材料的彈性狀態(tài)反映材料的彈性狀態(tài)012ceecev切線模量切線模量：過任一點(diǎn)過任一點(diǎn)作切線的斜率為作切線的斜率為 時(shí)的切線模量。時(shí)的切線模量。v剪切模量剪切模量：v根據(jù)彈性模量和泊松根據(jù)彈性模量和泊松比（比（0.2）確定：）確定：cscddtgEcsses/2 cGccccEEG4 . 0) 1(2012ceecea）一次加載卸載）一次加載卸載 b)多次加載卸載多次加載卸載v圖圖123 混凝土在短期重復(fù)荷載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線混凝土在短期重復(fù)荷載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線v多次重復(fù)加載下混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系多次重復(fù)加載下混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 當(dāng)當(dāng)應(yīng)力峰值小于混凝土的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力峰值小于混凝

14、土的疲勞強(qiáng)度時(shí)：時(shí)： 每次循環(huán)形成環(huán)狀，面積逐漸減少，直至成直線；每次循環(huán)形成環(huán)狀，面積逐漸減少，直至成直線； 當(dāng)當(dāng)應(yīng)力峰值大于混凝土的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力峰值大于混凝土的疲勞強(qiáng)度時(shí)：時(shí)： 開始的數(shù)次循環(huán)中，與小應(yīng)力的相似；開始的數(shù)次循環(huán)中，與小應(yīng)力的相似； 成直線后，曲線由凸凹方向改變，斜率降低，裂縫和變形成直線后，曲線由凸凹方向改變，斜率降低，裂縫和變形嚴(yán)重。嚴(yán)重。 混凝土的疲勞強(qiáng)度混凝土的疲勞強(qiáng)度 疲勞破壞：因荷載重復(fù)作用而引起的破壞疲勞破壞：因荷載重復(fù)作用而引起的破壞 （拉、壓）（拉、壓）疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度：產(chǎn)生疲勞破壞所需要重復(fù)荷載的：產(chǎn)生疲勞破壞所需要重復(fù)荷載的最小應(yīng)力峰值：最小應(yīng)力峰值：

15、疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度修正系數(shù)砼強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度修正系數(shù)砼強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度修正系數(shù)由疲勞應(yīng)力比值查表得到。疲勞強(qiáng)度修正系數(shù)由疲勞應(yīng)力比值查表得到。fc0.20.2 0.30.2 0.30.3 0.40.3 0.40.4 0.50.4 22mm,壓筋壓筋32mm不宜采用綁扎不宜采用綁扎v焊接接頭焊接接頭第一章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的材料v機(jī)械連接機(jī)械連接1.3 鋼筋與砼的粘結(jié)焊接：焊接：搭焊、幫焊、對(duì)焊搭焊、幫焊、對(duì)焊錐螺紋鋼筋連接錐螺紋鋼筋連接第一章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的材料1.3 鋼筋與砼的粘結(jié)第一章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的材料1.3 鋼筋與砼的粘結(jié)套管套管鋼筋冷擠壓連接鋼筋冷擠壓連接第一章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的材料1.3 鋼筋與

16、砼的粘結(jié)擠壓鋼筋連接擠壓鋼筋連接第一章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的材料1.3 鋼筋與砼的粘結(jié)第一章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的材料1.3 鋼筋與砼的粘結(jié)v1 砼的立方體抗壓強(qiáng)度如何確定？砼的立方體抗壓強(qiáng)度如何確定？v2 我國(guó)規(guī)范中砼的強(qiáng)度等級(jí)如何劃分的？我國(guó)規(guī)范中砼的強(qiáng)度等級(jí)如何劃分的？v3 C20的含義是什么？的含義是什么？v4 采用非標(biāo)準(zhǔn)試塊如何確定砼的強(qiáng)度等級(jí)？采用非標(biāo)準(zhǔn)試塊如何確定砼的強(qiáng)度等級(jí)？v5 砼的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度、軸心抗拉砼的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度分別用什么符號(hào)表示？按大小排列順序。強(qiáng)度分別用什么符號(hào)表示？按大小排列順序。v6 砼在雙壓、三壓、拉壓、剪壓、剪拉、雙拉條件砼在雙壓、三壓、拉壓、剪壓、剪拉、雙拉條件下的強(qiáng)度如何？下的強(qiáng)度如何？v7 什么是砼的彈性模量？什么是砼的變形模量？什什么是砼的彈性模量？什么是砼的變形模量？什么是彈性系數(shù)？么是彈性系數(shù)？v8 砼在一次簡(jiǎn)單加荷時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線分幾個(gè)砼在一次簡(jiǎn)單加荷時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線分幾個(gè)階段？階段？v9 什么是砼的疲勞強(qiáng)度？用什么符號(hào)來表示