桥梁结构设计原理第1章..

cu=0.002～0.006（有时可达0.008）
δmax ～ C：下降段

几点说明：

影响混凝土塑性变形大小的因素： 加荷速度 荷载持续的时间（少于0.001s时变形为直线）

混凝土短期受拉曲线特征： 类似于受压曲线，区别在于曲率变化小。
c=0.0001～0.00015，仅为受压极限应变的1\20 ～ 1\15
割线模量：
c = ce + cp
tg Ec
…1－8
…1－9
c c ce c Ec c ce cp ce ce cp
徐变对结构的影响： 使构件的变形增加； 在截面中引起应力重分布； 在预应力混凝土结构中引起预应力损失。

4、混凝土的弹性模量
c
ce cp
k
h

0
0
c

原点弹性模量： Ec tg 0
e ce
…1－6 …1－7
105 Ec ( N/nm 2 ) 34.7 2.2 f cu
BB：弹性后效 OB：残余应变
3、混凝土在长期荷载作用下的变形
徐变：
混凝土在长期荷载作用下，在荷载(应力) 不变的情况下，变形(应变)随时间不断增长的现 象。

徐变规律：
（1）徐变与混凝土应力大小有关，应力越大， 徐变越大。
线性徐变
初应力 c0.5fcd
非线性徐变
c > 0.5fcd
当c > 0.8fc ，徐变发展最终导致破坏
0.8fc 作为混凝土的长期抗压强度。
（2）混凝土的徐变与时间参数有关
注意
来自百度文库
受荷后3-4个月徐变发展最（45%50%）。全部徐变完成需要4-5年的 时间。 （3）加荷龄期对混凝土徐变有重要影响。混 凝土加载龄期越短，即混凝土越年轻， 徐变越大； （4）水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大。 （5）混凝土集料愈坚硬、养护时相对湿度越 高，徐变越小。
混凝土受拉易开裂
2、混凝土在多次重复荷载作用下的变形

如果我们将混凝土棱柱体试块加荷使其压应 力达到某个数值σ，然后卸荷至零，并把这 一循环多次重复下去，就称为多次重复荷载。 我们通常把能使试件循环200万次或次数稍多 时发生破坏的压应力称为混凝土的疲劳强度, 用符号fp表示。（=0.5fcd）

1 1 为抗压强度 ～ 。 9 18 直接测试方法
2P 间接测试方法(弯折，劈裂) f t dl 2 f 0.26(f ) 3
t cu
考虑施工因素，取 f 0.88 0.26(f )
t cu
2 3
0.23(fcu )
2 3
二、混凝土的变形
受力变形（由荷载引起）
混凝土的变形 体积变形（收缩、膨胀） （一）混凝土的受力变形 1、混凝土在一次短期荷载作用下的的受力变形
第一章
钢筋混凝土材料的基本 概念及力学性能
§第一节 钢筋混凝土结构的基本概念

定义：钢筋混凝土是由两种力学性能不同的材
料—钢筋和混凝土结合成整体，共同发挥作用 的一种建筑材料。
一、素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较：
现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进行荷载试验： a) 素砼梁 极限荷载 P=8kN 由砼抗拉强度控制 破坏形态：脆性
st = 1.2 10–5 ct = 1.0 ～ 1.5 10–5
3. 呈碱性的混凝土可以保护钢筋，使钢筋混凝土结 构具有较好的耐久性。
钢筋混凝土结构的主要优缺点
优点： 1. 就地取材，节约钢筋； 2. 耐久性好，耐火性好； 3. 可模性好，便于结构型式的实现； 4. 现浇或装配整体式结构的整体性好，刚大。 缺点： 1. 自重大 g=25kN/m3 2. 抗裂性差 轻骨料砼。 施加预应力。
200
A a)
A－A
200 210
B
4000
B b)
300
316
B－B
钢筋与混凝土合理的组合原则
钢筋混凝土结构不是钢筋和混凝土之间的 任意组合。 其组合的原则：发挥钢筋抗拉、抗压强度 高的特点；发挥混凝土抗压强度高，而避免抗 拉强度低的弱点。
钢筋与混凝土长期共同工作的原因
1. 混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，传 递应力。 2. 二者具有相近的线胀系数，不会由于温度变化产 生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。 钢筋 混凝土
混凝土强度等级： 用标准制作方式制成的150×150mm的立方
体试块，在标准养护条件下养护28天，用标准试
验方法测得具有95％保证率的抗压强度。 常用等级：C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C55, C60，C65，C70，C75，C80
2.轴心抗压强度 fck
荷载试验结果表明：
b) 钢筋砼梁 极限荷载 P=36kN 由钢筋受拉、砼
受压而破坏
破坏形态：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
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：
F
A
4000 300

应力-应变曲线形状 曲线中最大应力值及其对应的应变值 破坏时的极限应变值

混凝土棱柱体一次短期加荷轴心受压应力-应变曲线
δc fcd
δmax
•
C
•A
0 a
•
c c
u
混凝土一次短期加荷时的应力-应变曲线
规范取cu=0.0033
c=0.0008～0.003（计算时取0.002）
0 ～ δmax：上升段
§第二节
混凝土的组份：
混凝土
水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不 同等级的砼。 骨料 弹性变形的基础 塑性变形的基础
水泥结晶体
水泥凝胶体
砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。
一、 混凝土的强度
1. 立方体抗压强度 fcu
• 影响立方体强度的因素：试件尺寸、温度、 湿度、试验方法。
• 由于尺寸效应的影响：fcu(150) = 0.95 fcu(100) fcu(150) = 1.05 fcu(200)
真实反映以受压为主的混凝土结构构件 的抗压强度。 为消除端部约束的影响
h 3~ 4 b
用立方体强度反映： fc 0.76fcu 考虑实际情况(施工状况、养护条件等)
f 0.88 0.76f 0.67f
c cu cu
3. 轴心抗拉强度 ftk
混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多，