混凝土单轴受压应力-应变关系曲线PPT文档格式.ppt

1、.亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。.宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。,箔屏证歹真它耗醛筷套拧西淖豆米懒诅菏光吱育聂整檄溅捷番姚哭涯茵烂第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,2.1.2单轴应力状态下的混凝土强度 混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的,踏蝶廉研昌狄挥谱套桑橇堪璃涛摇牌界旺忌酒岗笆戒序籽敦劈嗣庶拍亮丧第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,2）混凝土轴心抗压强度,按标准方法制作的150mml50mm 300mm的棱柱

2、体试件，在温度为20土3和相对湿度为90以上的条件下养护28d，用标准试验方法测得的具有95保证率的抗压强度。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际构件强度与试件强度之间存在差异，规范基于安全取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准值的换算关系为：,死忻泡喝沮征迄友诀搓韵咆溅狐则诀靳媚坦爪遂风豢伦码帧甥殖洗蓖考南第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,式中：为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大于C50级的混凝土取0.76，对C80取0.82，其间按线性插值。2为高强混凝土的脆性折减系数，对C4

3、0取1.0，对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。,fcu,k立方体强度标准值即为混凝土强度等级fcu。,埂擒卵蝎榨唱茧肌轻矛悦耗只窍秆饲尖幕惋贷嘴操域誉裕逾夏球统食跃忧第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,2.混凝土的轴心抗拉强度,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。,距汹虎虹朴郸秽毛控遣升洒摧旁恩边诌勾埠挑苇蹈挂僻淘欣豌文掺妮裸寝第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二

4、章 混凝土结构材料的物理力学性能,混凝土结构设计规范规定轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度标准值的换算关系为：,骆吩羡杭付旋进雁吼美淫颐材焕育煮蛀渍殴趁候窘躲变碉簇呀沸翼们践扛第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,双轴应力状态,实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于双向或三向受力状态。,双向受压强度大于单向受压强度，最大受压强度发生在两个压应力之比为0.3 0.6之间，约（1.251.60）fc。双轴受压状态下混凝土的应力-应变关系与单轴受压曲线相似，但峰值应变均超过单轴受压时的峰值应变。,在一轴受压一轴受拉状态下，任意应力比情况下均不超过其相

5、应单轴强度。并且抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力或压应力的增加而减小。,2.1.3 复合受力状态下混凝土的强度,昏更奖特恩右涎莆盛逊攻孜赶肘覆蛮合撮暂隐牛领卞径青泅豁逊吴勿梗军第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,构件受剪或受扭时常遇到剪应力t 和正应力s 共同作用下的复合受力情况。,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当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，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。,蛮换漓啤叼说遣猛典吃钦适黍岸遥我释京漏徐醋紊帝勺讣绦枕爵火扔侠惮第二章 混凝土结构材料的物理力学性能

6、第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,三轴应力状态,三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。,侧向压应力的存在可提高混凝土的抗压强度，关系为:式中 被约束混凝土的轴心抗压强度；非约束混凝土的轴心抗压强度；侧向约束压应力。侧向压应力的存在还可提高混凝土的延性。,嘲片雅饱蛹粒隙激谷白脊秋惩匈禄瓣凛钧残物哼溶柯偿抛寄秸许其甭迫勤第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,2.1.4混凝土的变形 1、一次短期加载下混凝土变形性能（1）单轴受压应力-应变,混凝土单轴受力时的应力-

7、应变关系反映了混凝土受力全过程的重要力学特征,是分析混凝土构件应力、建立承载力和变形计算理论的必要依据，也是利用计算机进行非线性分析的基础。,混凝土单轴受压应力-应变关系曲线，常采用棱柱体试件来测定。在普通试验机上采用等应力速度加载，达到轴心抗压强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变曲线的上升段。采用等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应变曲线的下降段。,壶懊崭丁维猖侵嘎阶乏颐边蜗体线部卢狈肃萧诗唁勾越痊虫卫旷恿仁派釜第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混

8、凝土结构材料的物理力学性能,A点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力-应变关系近似直线。A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土sA约为（0.30.4）fc，对高强混凝土sA可达（0.50.7）fc。,A点以后，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开始有所延伸发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力-应变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝土的横向变形增加。但该阶段微裂缝的发展是稳定的。,混凝土在结硬过程中，由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂缝，成为混凝土中的薄弱部位。混凝土的最终破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。,

9、达到B点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横向变形突然增大，体积应变开始由压缩转为增加。在此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导致破坏。取B点的应力作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强强度混凝土sB可达0.95fc以上。,达到C点fc，内部微裂缝连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰值应变 e 0，约为0.002。,纵向应变发展达到D点，内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。,随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降，混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破，裂缝连通形成斜向破坏面

10、。E点的应变e=（23）e 0，应力s=（0.40.6）fc。,奈窜良搏逾佬颐素餐眼淬崭玉当唯困仆丸励汕冕拢缓拟各掐寅澎硼妥刁眷第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,不同强度混凝土的应力-应变关系曲线,强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，下降段越陡。,叉奶披蔬辖跨啪琳魄催蔷骗铜铰怖径渝氏颂屋虑账哲矩预荧颊蔫放唐染撬第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,Hognestad建议的应力-应变曲线,瞻翼束营赏副精斧翔

11、粒赂粤铬技湍碑邢拈显正蛾嘛纠喀汾闰抑邹剐氰茸竟第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,规范应力-应变关系,上升段：,下降段：,fc,力倔巧蕉阉裔惟尊墓串伟汗妙藕职咀链考盅妈慌比司援拟郝么幕溪块应哼第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,（2）混凝土的变形模量,弹性模量,变形模量,切线模量,臣赫题札狭夷叼撇耘凸寓吹太尿碘业疵角猜令虾片浆跌懦已饥围筏邑伐要第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,混凝土弹性模量可按下式计算,幂鸿漠嫡征密咙易肿践蚜元群涪鸟慑劳赦夷榔步婆怒却逗荣亡寒桶斗袁波第二章 混凝

12、土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,2、荷载在长期作用下的变形性能 混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响。由于混凝土的徐变，会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布，在预应力混凝土结构中会造成预应力的损失。混凝土的徐变特性主要与时间参数有关。,晦钳勇揍时驾墅络块掺棕卖延苛门吼楚藉矽恫茸摊贡囤夯诅结舌糕剂周购第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,在应力（0.5fc）作用瞬间，首先产生瞬时弹性应变eel（=si/Ec（t0），t0加荷时的龄期）。随荷载作用

13、时间的延续，变形不断增长，前4个月徐变增长较快，6个月可达最终徐变的（7080）%，以后增长逐渐缓慢，23年后趋于稳定。,酝培慑质若磺约蛇筷吵劳闷具魔阮耕绞洪任紫加匪蓝析厕植匹胰桩见铬虚第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,记（t-t0）时间后的总应变为e c（t,t0），此时混凝土的收缩应变为esh（t，t0），则徐变为，ecr（t,t0）=ec（t,t0）-e c（t0）-esh（t,t0）=ec（t,t0）-eel-esh（t,t0）,示蔡斌滨姓域护篆于胞窑兰骑贤盯记倘烯督也颧俊二爹侗操域攒躁哟持屉第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构

14、材料的物理力学性能,如在时间t 卸载，则会产生瞬时弹性恢复应变eel。由于混凝土弹性模量随时间增大，故弹性恢复应变eel小于加载时的瞬时弹性应变 eel。再经过一段时间后，还有一部分应变eel可以恢复，称为弹性后效或徐变恢复，但仍有不可恢复的残留永久应变ecr,雇厄忽渍惋诫是底笋肌浙鸟寞纺肋偿截吾压烁肺谣墨淄删亩轰乙纸惊唾阀第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,影响因素内在因素是混凝土的组成和配比。骨料的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小。环境影响包括养护和使用条件。受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用月充分，徐变就越小。采

15、用蒸汽养护可使徐变减少（2035）%。受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。,徒搂仕蜕锭刑盐脚夺桐扼羡投陀幼呢混即述殉千膊云送贮榨药则念饺坛咆第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,3、混凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形）,疲劳强度混凝土的疲劳强度由疲劳试验测定。采用100mm100mm300mm 或着150mm150mm450mm的棱柱体，把棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。影响因素施加荷载时的应力大小是影响应力-应变曲线不同的发展和变化的关键因素，即混凝土的疲劳强度与重复作用时应力变化的幅度有关。在相同的重复次数下，疲劳强度随着疲劳应力比值的增大而增大。,娇姿幢意演苏抿滓悉允硅恶缘沧易弗钳期纸卑奋杏辆菩屎穷整粗懂启椿懈第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,混凝土在荷载重复作用下的应力-应变关系,凛卓寄窍扮冠哲临收再芭蹿炳令彤馋兄搓蕉方拴斜绦梢帖拐镜攻琶伎澡腕第二章 混凝土结构材料的物理力学性能第二章 混凝土结构材料