1、2.2 混 凝 土 的 变 形32.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 单 轴 加 压 时 的 应 力 应 变 关 系O A段:fc,弹性工作阶段;A B 段:0.3fc0.8fc,塑性变形更为显著,裂缝处于不稳定状态,C 点应力为fc,对应的应变为 0,(1.52.5)103;OABCDEF 0 cuC D E F段:应力随应变的增长而逐渐降低,D 为反弯点,收敛点E的应变为极限压应变 cu,(46)103,F对应残余应力,EF对于无测向约束的混凝土已经失去意义。cr42.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 单 轴 加 压 时 的 应 力 应 变 关 系峰值应 力 后
2、,吸收试 验 机的变形能,测 出下降段52.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 单 轴 加 压 时 的 应 力 应 变 关 系OABCDEF 0 cu混凝土的变形能力:达到混凝土应力峰值后,应力下降相同情况下变形的大小,变形大表明混凝土耐受变形能力强,延性好,对于结构抗震有重要意义。62.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 混 凝 土 应 力 应 变 关 系 的 影 响 因 素 混凝土强度等级(strength degree)混凝土抗压强度随混凝土强度等级提高而提高,但 变化不大;72.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 混 凝 土 应 力 应 变 关 系
3、的 影 响 因 素 加荷速度(Loading speed)单轴受压加荷速度越慢,混凝土峰值应力越小,对应的 越大,下降段越平缓;82.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 混 凝 土 应 力 应 变 关 系 的 影 响 因 素 横向钢筋的约束(Constraint)随着箍筋数量的增加和间距的减少,峰值应力提高,对应的 增大,下降段趋于平缓,且 亦增大(延性增大);92.2.1 混 凝 土 单 轴 受压 时 的变 形 混 凝 土 应 力 应 变 关 系 的 计 算 模 式二次抛物 线加 水平线(我国 规范 采用)二次抛 物 线加 斜直线0.002 0.0033102.2.1 混 凝 土
4、 单 轴 受压 时 的变 形 混 凝 土 应 力 应 变 关 系 的 计 算 模 式o c01020304050607080900 0.001 0.002 0.003 0.004cMPa(),当 时,取 112.2.2 混 凝 土 的 变 形模 量(Deformation modulus)弹性模量(Elastic modulus)弹性模量 过曲线原点所作切线的斜率,原点切线弹性模量5ccu,k102.2 34.7/Ef测试:用棱柱体试件,先加载至0.4fc,然后卸载至0,反复510次,使得应力应变曲线逐渐变成一条直线,该直线的正切值即为混凝土的弹性模量。122.2.2 混 凝 土 的 变 形模
5、 量(Deformation modulus)变 形 模 量变形模量 曲线上任意一点与原点连线的斜率,亦称割线模量(Secant modulus)为弹性特征系数,即弹性变形占总变形比例。132.2.2 混 凝 土 的 变 形模 量(Deformation modulus)切线模量(Tangent modulus)切线模量 曲线上某一点切线的斜率 142.2.2 混 凝 土 的 变 形模 量(Deformation modulus)剪 切 变 形 模 量(Shear modulus)剪切变形模量 由混凝土的弹性模量来确定 为 混凝土泊松比,取0.2。规范规定,。152.2.3 混 凝 土 在 单
6、 轴重 复 荷载 作 用 下的 变 形性 能 1)加载应力 小于混凝 土 疲 劳强度 时,应 力应变曲 线形 成滞回环,循 环次数增 加 滞回环面积减 小,闭合为一 条直 线。2)加载应力 大于疲劳 强度,开始仍 有滞 回环,循 环次 数增加 应力 应变曲线 反向 弯曲 不能形成 封闭 的滞回环 曲 线斜率不 断降 低 混凝 土疲 劳破坏。3)混凝土疲 劳强度 小 于混 凝土轴心 抗压 强度,与 混凝 土等级、重复 加载次数 以及 最小与最大应力 比值 有关。162.2.4 混 凝 土 的 徐 变(creep)定义徐变是在荷载长期作用下,变形将随时间而增加的现象。徐变应变弹性应变徐变应变 与瞬
7、 时弹性应 变之 比称为徐 变系 数,一般为2 4。,徐变是 凝胶 体粘性流 动产 生的塑性变形;,徐 变是内部 微裂 缝的不断产生和 发展 而引起的 塑性 变形。172.2.4 混 凝 土 的 徐 变 影 响 徐 变 的 因 素 应力:,徐变变形与应力成正比-线性徐变;,非线性徐变;,造成混凝土破环。加荷时混凝土的龄期,越早,徐变越大。水泥用量 越多,水灰比越大,徐变越大。骨料越硬,徐变越小182.2.4 混 凝 土 的 徐 变 对 结 构 的 影 响 不利:导致变形增大,应力重分布和内力分布,预应力损失;有利:减小混凝土拉应力,延缓收缩裂缝的出现,减少支座不均匀沉降产生的应力。PAsPAs
8、s1c1Pc2Ass2P 拆去,钢筋 受压混 凝土受拉,可能会引 起混凝 土 开裂192.2.4 混 凝 土 的 收 缩(Shringkage)影 响 因 素 水泥品种:水泥强度等级越高,制成的混凝土收缩越大。水泥用量:水泥越多,收缩越大;水灰比越大,收缩也越大。骨料性质:骨料的弹性模量越大,收缩越小。养护条件:养护过程中,湿度和温度越大,收缩越小。制作方法:混凝土越密实,收缩越小。使用环境:使用环境的温度和湿度越大,收缩越小。构件的体积与表面积比值:比值越大,收缩越小。202.2.4 混 凝 土 的 收 缩(Shringkage)对 结 构 的 影 响 自由收缩:没有影响;受到约束的构件将产生收缩裂缝;对于预应力构件,会引起预应力损失;钢筋受压,混凝土受拉AscAssAs