混凝土第一章-PPT课件.ppt

第,1,章 基本概念和材料的物理力学性能,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第一章 钢筋混凝土结构的基本概念和材料的物理力学性能,说明：本章内容为重点内容。,本章主要内容,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力,主要内容,：,一、钢筋混凝土结构定义,二、素混凝土和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较,三、钢筋与混凝土能共同工作的原因,四、钢筋混凝土结构优缺点,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,一、钢筋混凝土结构,定义,由,混凝土,和,普通钢筋,组成的混凝土结构。,混凝土：抗压能力强，抗拉能力弱；,普通钢筋：抗拉能力强。,如果在混凝土内合理布置钢筋，则可以充分利用两种材料的性能，使两种材料协同工作。,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,二、素混凝土和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较,1.,梁,素混凝土梁,钢筋混凝土梁,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,有结论：,以上分析说明：与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁的,承载能力和变形能力都有很大提高,，并且钢筋与混凝土两种材料强度都能得到较充分的利用。,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,2.,柱,试验表明，钢筋混凝土柱与素混凝土柱相比，不仅承载力大为提高，而且受力性能也得到改善,(,下图,),。,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,素混凝土柱,钢筋混凝土柱,三、钢筋与混凝土能共同工作的原因,1,、混凝土与钢筋之间有良好的粘结力。,2,、钢筋和混凝土的温度膨胀系数较为接近。,(,钢筋为,1.2,10,-5,，混凝土为,1.0,10,-5,1.5,10,-5,),。,3,、钢筋被混凝土包裹，免遭锈蚀。,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,耐久性好,耐火性好,整体性好,可模性好,取材容易,造价低,自重大,抗裂性较差,施工受季节环境影响较大,工期长,现浇结构模板耗用木材较多,拆除困难，废弃的混凝土处理困难。,四、钢筋混凝土结构优缺点,缺点,优点,1.1,钢筋混凝土结构的基本概念,一、混凝土的组成,二、构造特点,三、力学性能,1.2,混凝土,一、混凝土的组成,水泥、水、粗骨料、细骨料、外加剂；掺合料（硅粉、矿渣、粉煤灰等）,二、内部构造,1),固体颗粒：,为粗骨料和未水化的水泥团；,2),硬化的水泥砂浆；,3),气孔和微裂缝。,1.2,混凝土,三、混凝土力学性能,1.2,混凝土,变形,受力变形,体积变形,双轴受力,强度,强度,三向受力,的强度,单轴受力,强度,抗拉强度,棱柱体抗压强度立方体抗压强度,长期加载,徐变,一次短期加载,收缩,1.2.1,混凝土强度,1.,立方体抗压强度,f,cu,是按规定的标准试件、标准试验方法得到的强度代表值。,1),规范要求,形状尺寸,：,150mm,边长,的立方体,;,养护条件,:,温度,20,2,；,相对湿度,95%,以上,;,养护,28,天,标准试验方法,接触面,不涂润滑油,；,加载速度,0.3-0.5MPa/s,。,用,100mm,边长的立方体，需乘以换算系数,0.95,。,加载速度越快，强度越高。,单轴强度测试时不涂润滑油。,2.,轴心抗压强度,f,c,(,棱柱体抗压强度,),强度设计指标,1),标准试件,:,实验录像,150,150,300,mm,标准制作方法和标准实验方法,.,2),影响因素,:,加载速度;,与承压板间的摩擦;,试件高度,h,与边长,b,之比,h/b,越大，强度越低,强度减小程度随h/b的增加而变缓,.,一般小于,4.,3),f,c,与,f,cu,的大小关系,f,c,f,cu,立方体抗压与轴心抗压强度的关系,规范,对小于,C50,级的混凝土取,k,=0.76,，对,C80,取,k,=0.82,，其间按线性插值。,1.2.1,混凝土强度,是混凝土抗压强度的,1/181/8,，且该比例随强度等级增大而减小。,1),轴心受拉试验,轴拉试验在试件两端预埋钢筋,(,如下图,),。保持试件轴心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的,。,1.2.1,混凝土强度,轴拉实验,3.,抗拉强度,f,t,混凝土三个基本强度指标之一,2),劈裂试验,(,录像,),1.2.1,混凝土强度,我国：采用立方体试件，在承压板和试件间加圆弧形垫板和垫条。,1.2.1,混凝土强度,3,),*,弯折抗拉试验,(,了解,),抗拉强度录像,(,二,),复合应力状态下的强度,1),双法向应力,(,二轴应力状态,),两个垂直平面上作用有法向应力,第三个平面上应力为零。,1.2.1,混凝土强度,双法向应力下强度变化曲线,双法向应力时强度特点：,1.2.1,混凝土强度,双向受压,(,二轴受压,),：混凝土抗压强度提高，最大可提高,20,；,双向受拉,(,二轴受拉,),：抗拉强度接近于单向抗拉强度；,一向受拉，一向受压,(,二轴拉压,),：抗拉强度和抗压强度都降低,。,2),一向法向，一向切向应力时,1.2.1,混凝土强度,混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小,压应力小时随压应力增大而增大，压应力超过,0.6fc,时随压应力增大而减小混凝土的抗压强度：由于剪应力的存在而降低。,(,三,),三向受压,1.2.1,混凝土强度,2,k,s,+,=,c,cc,f,f,混凝土三向受压时，,抗压强度,都有很大的提高，,延性,也得到了明显的改善。,轴心抗压强度与侧压应力,2,的关系有如下线性经验式。,真三轴,常规三轴,三轴受压，混凝土强度提高的原因：,是由于侧向约束了混凝土受压后横向变形，限制了混凝土内部裂缝的产生和发展，从而提高了混凝土在受压方向上的抗压强度。,工程实例？,螺旋箍筋柱、,钢管混凝土、,后张法预应力构件的锚下混凝土,.,1.2.1,混凝土强度,1.2.2.,混凝土的变形,1,、单调短期加载作用下,1),混凝土受压应力应变曲线,(,如图,),试验装置,上升段,OA,线性段,虎克定理,Cmin,混凝土最低强度等级；,钢筋最小锚固长度和最小搭接长度；,纵筋最小净距,必须配置横向钢筋，在容易开裂的位置加密箍筋。,钢筋采取机械锚固。,1.4,钢筋与混凝土之间的粘结,The end,思考讨论题,混凝土徐变随应力的影响规律,线性徐变,非线性徐变,应力,0.5,f,c,时，,线性徐变,，徐变和应力成正比；,0.5,f,c,0.8,f,c,时，,非线性徐变,；,0.8,f,c,，非稳定徐变，造成混凝土破坏。,0.8,f,c,叫混凝土的,长期抗压强度,混凝土徐变随应力的影响规律,混凝土徐变与加载龄期的关系,混凝土徐变与尺寸关系,徐变与时间、截面尺寸的,关系,曲线,尺寸越大，徐变越小,;,体表比越大,(,表面积越小,),，徐变越小。,