第3讲-混凝土的力学性能

1、第一篇 钢筋混凝土结构,第一章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能,第一节 钢筋混凝土结构的基本概念,一、钢筋混凝土（Reinforced Concrete，简称RC）结构的基本概念 钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种不同物理力学性能的材料组成的一种人工材料，它充分了发挥钢筋和混凝土各自的优点： 1、混凝土：抗拉强度ft （tensile strength）较低，抗压强度fc较（compressive strength）高； 2、钢筋：抗压强度、抗拉强度均很高。,1、梁（Beam、Girder）：,Fc：梁的破坏荷载,F Fc时，出现数条竖向裂缝并向上发展，中性轴上移，混凝土受。

2、第二章 混凝土结构材料的 物理力学性能,学习要点：钢筋和混凝土材料的物理力学性能；钢筋和混凝土两者共同工作的特性；钢筋和混凝土两种不同材料在不同受力条件下的强度和变形规律。,第二章 钢筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土的物理力学性能,2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1混凝土的组成结构 通常分为三种类型： .微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未 水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。 .亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。 .宏观结构：即砂浆和粗骨料两系结构。 注意： 1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合。

3、关于每周作业： 请各班学习委员将作业收齐后，于每周三上课前统一交给助教老师。 姓名 职称 办公室 办公时间 电子邮件 负责班级 单智伟 教师 强度楼308 F： 16:00-17:00 zhiweishangmail.com 所有 牛靖 高工 焊接所 204 W:16:00-17:00 jniumail.xjtu.edu.cn 所有 韩卫忠 教师 强度楼303 M:16:00-17:00 W:16:00-17:00 wzhanmailgmail.com 01 王章洁 教师 强度楼307 M:16:00-17:00 W:16:00-17:00 zhangjwanggmail.com 02 宁晓辉 教师 强度楼304 M:16:00-17:00 W:16:00-17:00 xiaohuining629gmail.com 03, 04 温故而知新： 力，位移，刚度 应。

4、,学习目标 掌握钢筋的应力-应变曲线； 了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能； 掌握混凝土强度、应力-应变曲线的概念； 熟悉混凝土变形模量、徐变、收缩的概念； 掌握粘结的定义、基本锚固长度的计算； 掌握保证可靠粘结的构造要求。,第二章 混凝土结构材料的物理力学性能,教学提示 首先应明确材料的物理力学性能是混凝土结构计算理论建立的基础。 本章应重点介绍混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能、钢筋和混凝土的应力-应变曲线以及钢筋与混凝土的粘结机理。,主要内容：,混凝土的物理力学性能 钢筋的物理力学性能 钢筋。

5、第三章 压弯构件的力学性能,第1章 基本力学性能,复习 正截面的七种受力模式,轴压,小偏压,大偏压,小偏拉,受弯,轴拉,大偏拉,基本假定,（1）截面平均应变符合平截面假定，钢筋与砼无相对滑移； （2）截面受拉区的拉力全部由钢筋承担，不考虑混凝土的抗拉作用； （3）材料本构关系已知； （4）不考虑龄期、环境等影响。,正截面分析,基本公式,变形条件,平衡方程： 力的平衡 弯矩平衡,轴心受压短柱,截面分析的基本方程,平衡方程,变形协调方程,物理方程(以fcu50Mpa为例),纵筋强度的影响,箍筋的作用： 螺旋箍筋柱 矩形箍筋柱自学,受弯构件的试验研。

6、第2章 混凝土结构材料的物理力学性能,混凝土的物理力学性能钢筋的物理力学性能混凝土与钢筋的粘接,模块一：基本知识,任务一：基本概念,掌握混凝土的强度指标及规范取值 掌握混凝土的变形指标 掌握钢筋的种类及表示方法 掌握钢筋屈服强度的确定 了解塑性指标及结构对钢筋的要求和选用原则 钢筋和混凝土粘结原理,2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1 混凝土的组成结构 通常把混凝土的结构分为三种类型： .微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未化完的水泥颗粒和凝胶孔组。 .亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。 .宏观结构：。

7、1,第2章混凝土结构材料的物理力学性能,2.1混凝土的物理力学性能 一.混凝土的组成结构 1.组成：混凝土=水泥+细骨料（砂）+粗骨料（碎石或鹅卵石）+水+外加剂 2.基本力学性质： （1）弹塑性、各向异性 （2）水泥+细骨料+水 凝胶体（塑性） （3）粗骨料（弹性）,2,二.单轴向应力状态下的混凝土强度混凝土构件一般处于多轴向应力状态下，为分析问题方便，先讨论单轴向应力状态下的混凝土强度。由于混凝土的各向异性性质，其各项强度是不一样的，必须分别讨论。 1.混凝土的抗压强度 （1）混凝土的立方体抗压强度和强度等级 A. 立方体抗压强度的。

8、第三章其他静加载下的力学性能,3.2 扭转试验3.2.1 应力应变分析,切应力 切应变,在弹性变形范围内，材料力学给出了圆杆表面的切应力计算公式如下=M / W （3-1）,式中M为扭矩；W为截面系数。对于实心圆杆，Wd0316；对于空心圆杆,W=d03(1-d14/d04)16,其中d0为外径，d1为内径。因切应力作用而在圆杆表面产生的切应变为=tan=d0/2l0100 （3-2）式中为圆杆表面任一平行于轴线的直线因的作用而转动的角度,见图3-1(a)；为扭转角;l0为杆的长度。,3.2.2 扭转试验及测定的力学性能 扭转试验采用圆柱形(实心或空心)试件, 在扭转试验机上进行。扭转试件。

9、,2.1 钢筋,任务一 掌握钢筋的力学性能,1.按化学成分的不同分为：碳素钢筋和合金钢筋 2.按钢筋表面形状分：光面钢筋、带肋钢筋、刻痕钢筋和钢绞线,一、钢筋的分类,热轧钢筋 冷拉钢筋 冷拔钢筋 冷轧钢筋 热处理钢筋,3、按加工方法不同分为：,HPB,HRB,RRB,屈服强度 fyk HPB235级： fyk = 235 N/mm2 HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2,热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级,P466 钢筋强度表,HPB235级(级)钢筋为光面钢筋（Plain Bar），多作为现浇楼板的受力钢筋。

10、钢筋和混凝土的力学性能,3.1 混凝土的材料力学性能,3.2 钢筋的材料力学性能,3.3 钢筋和混凝土的粘结力,第 3 章,3.1 混凝土的材料力学性能,3.1.1 混凝土强度,1. 单向应力状态下的混凝土强度,（1）立方体抗压强度 （2）轴心抗压强度（3）轴心抗拉强度 2. 混凝土的三轴受压强度,1. 单向应力状态下的混凝土强度,影响混凝土强度的因素：（）水泥强度等级、水灰比、骨料的性质 ；（）混凝土配合比、制作方法、养护条件及龄期； （）试件形状、尺寸、试验方法和加载时间。,1）立方体抗压强度 fcu 测定方法混凝土试验方法规定: 以边长为150mm的立。

11、任务二 掌握混凝土的力学性能,1.混凝土的立方抗压强度fcu 及强度等级。,一、混凝土的强度,（1）混凝土的立方抗压强度,确定方法：用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养护条件下（温度203，相对湿度不小于90%）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.150.3N/mm2）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方抗压强度标准值，用符号fcu,k表示。,试验方法对立方体抗压强度的影响 a.试件表面是否涂润滑剂：不涂时强度高；涂后强度底，其主要原因是由于“套箍”作用；且破坏形态不一样； b.加载速度。