当前位置:文档之家› 混凝土结构设计原理-材料及性能教材

混凝土结构设计原理-材料及性能教材

结构具有较好的耐久性。
9
钢筋混凝土结构的优点 钢筋混凝土结构的缺点
10
§1-2 混凝土
混凝土的性质: 非匀质、各向异性、离散性、抗压强度高的 弹塑性材料。 其破坏是由于内部微裂缝引起的。
11
microcracks
hydrated cores
C-S-H
C-S-H
Capillary pore
=28d
F A
4000 300 200
A a) B
A-A
200 210
300
4000
B
316
b)
B-B
5
素砼梁 极限荷载 P=8kN 梁的开裂即等于破坏:
由砼抗拉强度控制,
Mu = Mcr
极限弯矩 开裂弯矩
破坏性质:脆性
6
钢筋混凝土梁的表现 开裂不等于破坏!受拉钢筋替代。极限荷载P=36kN
Mu >>13
混凝土强度等级:
常用等级:C15,C20, C25,C30, C35, C40,
C45,C55, C60,C65 ,C70, C75, C80
一般将C50以下称为普通砼,C50及以上称为高强砼
14
混凝土立方体抗压强度与试验方法有着密切的关系。
图1-3 立方体抗压强度试件
深刻理解混凝土在一次单调加载作用下受压应力-应变曲线。
了解普通热轧钢筋的强度和变形,掌握普通热轧钢筋的强度级别和品 种。
理解钢筋与混凝土之间的粘结性能及其机理。
3
1.1 钢筋混凝土结构的基本概念
4
例:一跨度为4m,跨中作用集中荷载的简支梁,梁截 面尺寸200×300mm,混凝土为C20。如图所示:
1 0.5 2
21

结论
双向受压,抗压强度提高,最多可达 1.27 fc 左右; 双向受拉,抗拉强度影响不大;
一向受拉,另一向受压,抗压强度要降低。 抗拉强度要降低。
22
正应力和剪应力共同作用下:
混凝土的抗压强度: 由于剪应力的存在而降低。 混凝土的抗剪强度: 随拉应力增大而减小 随压应力增大而增大 (< 0.6fc ) 当压应力在0.6fc左右时,抗剪强度达到最大, 压应力>0.6fc 后,则由于内裂缝发展明显,抗剪强度将随压应 力的增大而减小。
150mm×150mm×300mm的 试件为标准试件。
f 0.76f
c
cu
图1-4
h/b对抗压强度的影响
17
3)轴心抗拉强度 f t
Tensile Strength
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试验 方法来测定,但由于试验比较困难,目前国内外主要采 用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴心 抗拉强度。
1%mm
12
1.2.1 混凝土的强度
1)混凝土立方体抗压强度 fcu
混凝土的立方体抗压强度是按规定的标准试件 和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。 每边边长为150mm的立方体为标准试件。 标准试件在20℃±2℃的温度和相对湿度在95% 以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和 试验方法测得的抗压强度值(以MPa为单位)作为
fcu<C30 fcu≥C30 0.3~0.5MPa/s 0.5~0.8MPa/s
16
2)混凝土轴心抗压强度(棱柱体抗压强度) 棱柱体试件(高度大于截面边长的试件)的受力状态更 接近于实际构件中混凝土的受力情况。 按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱 柱体试件的抗压强度值,称为混凝土轴心抗压强度,用符 号fc表示。 混凝土的轴心抗压强度试验以
破坏性质:延性
由此得出钢筋和混凝土结合的有效性:
大大提高结构的承载力 结构的受力性能得到改善
7
图1-2 素混凝土和钢筋混凝土轴心受压构件的受力性能比较 a) 柱的压力——混凝土应变曲线;b) 素混凝土柱; c) 钢筋混凝土柱
钢筋的作用是代替混凝土受拉(受拉区混凝土出现裂缝后)或协 助混凝土受压。
第一章 钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能
1
本章目录
1.1 钢筋混凝土结构的基本概念
1.2 混凝土 1.3 钢筋
1.4 钢筋与混凝土之间的粘结
2
教学要求
理解钢筋混凝土结构的概念和混凝土中配置受力钢筋的作用。
理解混凝土的立方体抗压强度,轴心抗压强度和抗拉强度概念,了解 混凝土的弹性模量、徐变和收缩变形。
F

a
拉 压
2F ft 2 a
也可以用圆柱体进行劈拉试验
F
劈拉试验
18
砼的抗拉强度很低,
ft (1 8 ~ 1 18) f c
随混凝土强度等级的提高,抗拉强度的增长 慢于抗压强度的增长。
ft 0.26( fcu )
23
19
4) 砼在多轴应力状态下的强度
4) Concrete strength under combination of multiple stresses
15
▲ 尺寸效应 尺寸大,中部侧向约束小,强度值偏低。 尺寸小,中部侧向约束大,强度值偏高。 尺寸不标准时应加以修正。 非标准试件修正系数 100×100×100 0.95 200×200×200 1.05
▲ 加荷速度的影响 加荷速度越快,强度值越高; 加荷速度越慢,强度值越低。 一般每秒钟压应力增量为
(1)bidirectional stresses
Biaxial loading device
20
1 / fc
1.2 1.0 0 .1 0 .8 0 . 6 0 . 4 0 . 2 0 .2
0
2 / fc
1
0 .4
2 1.27 f c
2
2
0 .6
1
0 .8 1.0 1.2
max 1 1.27 f c
8
钢筋与混凝土共同工作的三要素
1. 混凝土与钢筋之间有可靠的粘结力,二者在荷载作用下能
协调地共同受力、共同变形。
2. 二者的温度线膨胀系数相近,不会由于温度变化产生较
大的温度应力而破坏粘结力。
钢筋
st = 1.2 10–5
混凝土 ct =( 1.0 ~ 1.5 ) 10–5
3. 呈碱性的混凝土可以保护钢筋免遭锈蚀,使钢筋混凝土
a)立方体试件的受力;b)承压板与试件表面之间未涂润滑剂时;c)承压板与试件表面之间涂润滑剂时
▲ 套箍作用 立方体抗压强度试验,试块的受力状态,加压板与砼 接触面间产生摩阻力形成环箍效应。 端部砼单元体处于三向受压,由于试块高度小,中部砼也受到较大的 侧向约束,处于三向受压,强度提高。
规定采用的方法是不加油脂润滑剂的试验方法。
相关主题