rc01材料力学性能PPT课件

e c
Ec
Ec
受压时，为 0.4~1.0；
受拉破坏时， 为1.0
CH.1 材料力学性能
➢ 弹性模量测定
混凝土的弹性模量的试验方法（150×150 × 300标 准试件）
此线和原点切线基 本平行，取其斜率
作为Ec 105
Ec 2.2 34.74 (N / mm 2 ) f cu
CH.1 材料力学性能
2. 当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20; 3. 当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷
载的构件，不得低于C20; 4. 预应力混凝土结构不应低于C30; 5. 采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋
时，不宜低于C40.
预应力钢筋 非预应力钢筋
钢筋
CH.1 材料力学性能
1.3 钢筋
➢ 双向受拉：强度接近
单向受拉强度
➢ 双向受压：抗压强度
和极限压应变均有所 提高
➢ 一拉一压：强度降低
CH.1 材料力学性能
2.混凝土的三轴受压强度
➢ 三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都
有较大提高
CH.1 材料力学性能
3.混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度
➢ 在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单
HPB
HRB
RRB
Bar
Bar
Bar
Plain
Rolled
Ribbed
Hot
Hot
Rolled
rolled
rolled
屈服强度 fyk（标准值=钢材废品限值，保证率97.73%）
HPB235级： fyk = 235 N/mm2
HRB335级： fyk = 335 N/mm2
HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2
CH.1 钢筋和混凝土的力学性能
1.1 混凝土的强度 1.2 混凝土的变形 1.3 钢筋 1.4 钢筋与混凝土的粘结
CH.1 材料力学性能
1.1 混凝土的强度
水泥+水 水泥胶体 (水泥结晶体和水泥胶块) 弹性骨架
石子、沙子
（混凝土）
150mm
一、立方体抗压强度 fcu,k 砼强度等级
150mm
1.定义：立方体抗压强度是指按照标准方法制15作0mm 养护的 边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用 标准试验方法测得的抗压强度。
一、钢筋的种类及选用 HPB235
热轧钢筋 HRB335 HRB400
光圆钢筋 变形钢筋 变形钢筋
RRB400 变形钢筋
钢丝
强度高，塑性低
强度 塑性 弱高
强低
钢绞线
强度高，粘结性好
热处理钢筋 强度高
CH.1 材料力学性能
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级、HRLeabharlann Baidu335级、HRB400级、RRB400级
4)剪切模量 Gc
Gc
Ec
2(1 c )
c—泊松比（横向应变与纵向应变之比）
➢ 混凝土的泊松比，在压力较小时为0.15~0.18，
接近破坏时可达0.5以上，一般可取0.2
2.重复荷载作用下的变形
包罗线与一次性加载时 的应力-应变曲线相似
疲劳强度:
fcf 0.5 fc
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2. 徐变
CH.1 材料力学性能
二、轴心抗压强度 fck （棱柱体抗压强度） 1.定义：轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的
截面为100mm×100mm高300mm的棱柱体，在28 天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。
2.折算： fck 0.881 2 fcu,k
1 —轴心抗压强度与立方体抗压强度比值 2 —高强混凝土脆性折减系数
1）定义：砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形。 2）产生原因 a.水泥凝胶体的粘性流动 b.内部微裂缝的开展
3）对构件影响:
a.使变形增大 b.产生预应力损失
c.引起轴压构件及结构的应力重分布
4）影响因素:
a.配合比
b.养护条件：温度、湿度
c.应力条件：加荷时的龄期
加荷时的初始应力c
CH.1 材料力学性能
轴抗压强度
CH.1 材料力学性能
1.2 混凝土的变形
1.混凝土的应力应变关系 —短期单调加载
1）上升段 OC:
OA:(c0.3ck): 弹性阶段
AB:(c=0.3ck~0.8ck): 砼内部微裂缝发展
BC(c>0.8ck):塑性变形发 展，竖向裂缝出现
c0=0.0015~0.0025 cck 2）下降段 CF:
2.强度等级： C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级
C —混凝土 15—立方体抗压强度的标准值为15N/mm2
粗骨料（分散相）
带核凝胶体
砂浆 （基相）
宏观结构
孔隙
细骨料（分 散相）
晶体
凝缩 凝胶体
水泥石
干缩
（基相） 亚微观结构
晶体骨架
混凝土组成结构
氢氧化钙 微观结构
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钢丝 Wire：中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢 丝、钢绞线为 1470 ~1860MPa；有二股、三股和七股 钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。中高强钢丝和钢绞 线均用于预应力混凝土结构。
冷加工钢筋 Cold working rebar：由热轧钢筋和盘条 经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。钢筋的强度 高，延伸率降低。
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3. 收缩 1）定义：砼在空气中硬化时体积减小的现象。 2）产生原因：水分蒸发 3）对构件影响: a.使砼产生拉应力,致使产生裂缝 b.引起预应力损失 4）影响因素: 配合比、养护、体表比
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➢ 混凝土的选用
1. 建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等 级不应低于C15;
热处理钢筋 Heat treatment ：是将Ⅳ级钢筋通过加热、 淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的 提高，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。
受压混凝土一次短期加荷的应力—应变曲线
ccu=0.0033~0.004 （极限压应变）
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3）砼的弹性模量 Ec
a.原点弹模 Ec Ec tg0 c / e
b.割线模量 Ec’ Ec ' tg1 c / c
c.切线模量
Ec’’Ec '' tg
d c d c
Ec '
0.88—经验折减系数
150mm
300mm
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三、轴心抗拉强度 ft 0.88 2 0.395 fcu 0.55 1 1.645 0.45
➢ 混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只
有抗压强度的5%~10%
CH.1 材料力学性能
四、混凝土在复合应力作用下的强度
1.混凝土的双轴受力强度