钢筋和混凝土材料的力学性能.ppt

钢筋和混凝土材料的力学性能
本讲稿第一页，共三十七页
一、钢筋的强度和变形 1. 钢筋的应力-应变曲线


A
B’
B
C
D
E
上屈服点不稳定
下屈服点
出现颈缩
拉断
B示其疲劳强度。
试验方法
单根钢筋的轴拉疲劳
钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯
本讲稿第十三页，共三十七页
一、钢筋的强度和变形 6. 混凝土结构对钢筋的要求
强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比
塑性要求：伸长率和冷弯要求
可焊性
与混凝土的粘结性
本讲稿第十四页，共三十七页
一、钢筋的强度和变形 7. 钢筋应力-应变曲线的数学模型
s
s
s=Ess
y
s,h
fy
s
s
s=Ess
y
s,h
fy
fs,u
s,u
s,u
s
s
s=Ess
y
fy
s,h
fs,u
有明显流幅的钢筋
无明显流幅的钢筋
本讲稿第十五页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
立方体抗压强度fcu
承压板
试块
摩擦力
不涂润滑剂
涂润滑剂
强度大于
我国规范的方法：不涂润滑剂
压力试件裂缝发展扩张整个体系解体，丧失承载力
另影响强度的因素还有：龄期、加载速率、试块尺寸等
本讲稿第十六页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
标准试块：150×150 ×150
非标准试块：100×100 ×100 换算系数
200×200 ×200 换算系数
立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有：
C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80
表示混凝土Concrete
立方体抗压强度
立方体抗压强度fcu
本讲稿第十七页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 1. 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
棱柱体抗压强度fc
承压板
试块
标准试块：150×150 ×300
非标准试块：100×100 ×300 换算系数
200×200 ×400 换算系数
考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱体抗压强度，且有：fc= (试验结果)
考虑到构件和试件的区别，取fc=
对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=150, h=300），有fc’=
圆柱体抗压强度
本讲稿第十八页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 2. 单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
直接受拉试验ft
100
100
150
150
500
试验结果：ft= 2/3
考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷速度等的影响，取ft= 2/3
本讲稿第十九页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 2. 单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
劈裂试验fts
d
d
fts
F
F
F
F
我国根据100mm立方体的劈裂与抗压试验结果有：
fts= 3/4
本讲稿第二十页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 2. 复合受力状态下混凝土的抗拉强度
双轴应力下的强度




-
-
2/fc
1/fc
拉
压
/fc
/fc


-







单轴抗拉强度
单轴抗压强度
双向正应力下的强度曲线
法向应力和剪应力下的强度曲线
本讲稿第二十一页，共三十七页
二、混凝土的强度和变形 2. 复合受力状态下混凝土的抗拉强度
三向受压时的混凝土强度
1=fcc’
1=fcc’
2= 3= fL
fL----侧向约束压应力（加液压）
圆柱体试验
有侧向约束时的抗压强度
无侧向约束时圆柱体的单轴抗压强度
本讲稿第二十二页，共三十七页