高等钢筋混凝土结构-2混凝土的力学性能讲解
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第二章混凝土结构材料的物理力学性能2.1砼的物理力学性能材料的力学性能指标包括:强度指标和变形性能指标。
本节内容一、混凝土的组成结构二、单向受力状态下的混凝土强度(重点)三、复合受力状态下的混凝土强度四、混凝土的变形性能2.1.1 混凝土的组成结构普通混凝土是由水泥、砂子和石子三种材料及水按一定配合比拌合,经过凝固硬化后做成的人工石材。
1、混凝土结构分为三种基本类型:微观结构:即水泥石结构,由水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成,其物理力学性能取决于水泥的化学—矿物成分、粉磨细度、水灰比和硬化条件亚微观结构:即混凝土中的水泥砂浆结构;可看作以水泥石为基相、砂子为分散相的二组分体系,砂子和水泥石的结合面是薄弱面。
对于水泥砂浆结构,除上述决定水泥石结构的因素外,砂浆配合比、砂的颗粒级配与矿物组成、砂粒形状、颗粒表面特性及砂中的杂质含量是重要控制因素宏观结构:即砂浆和粗骨料两组分体系。
与亚微观结构有许多共同点,因为这时可以把水泥砂浆看作基相,粗骨料分布在砂浆中,砂浆与粗骨料的结合面也是薄弱面。
2、混凝土的内部结构特点a)混凝土是一种复杂的多相复合材料。
其组份中的砂、石、水泥胶块中的晶体、未水化的水泥颗粒组成了混凝土中错综复杂的弹性骨架,主要用它来承受外力,并使混凝土具有弹性变形的特点;b)水泥胶块中的凝胶、孔隙和结合界面初始微裂缝等,在外荷载作用下则使混凝土产生塑性变形。
c)混凝土结构中的孔隙、界面微裂缝等先天缺陷,往往是混凝土受力破坏的起源,而微裂缝在受荷时的发展对混凝土的力学性能起着极为重要的影响。
2.1.2、单向受力状态下的混凝土强度用途:是进行钢筋混凝土结构构件强度分析、建立强度理论公式的重要依据。
1、立方体抗压强度 混凝土强度等级立方体抗压强度是最主要和最基本的指标。
混凝土的强度等级是依据混凝土立方体抗压强度标准制f cuk 确定的。
(1)测定方法:以边长150mm 立方体标准试件,在标准条件下(20±3℃,≥90%湿度)养护28天,用标准试验方法(加载速度0.15~0.3N/mm 2/s ,两端不涂润滑剂)测得的具有95%保证率的抗压强度值,用符号C 表示,C30表示f cu,k =30N/mm 2现《规范》根据强度范围,从C15~C60共划分为14个强度等级,级差为5N/mm2。
《混凝土结构设计原理》第二章 材料的物理力学性能 课堂笔记◆ 学习要点:钢筋砼的组成为非匀质的,又由于混凝土材料组成的非均匀性以及具有显著的非弹性性能,因此其力学性能与匀质弹性材料有很大的差异。
对钢筋和砼材料力学性能的了解,包括其强度和变形性能,以及对二者相互作用的了解是掌握钢筋砼构件受力特点,确立计算方法,制定构造措施的基础。
◆ 主要内容混凝土及其力学性能混凝土的组成、强度指标及其换算关系、变形性能、其它性能(疲劳、收缩、徐变)、钢筋及其力学性能。
钢筋品种、级别和型号、力学性能及性能要求。
钢筋与混凝土的粘结◆ 学习要求1、掌握混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的测定方法和换算关系。
2、了解影响硷强度的因素,掌握砼应力一应变曲线特点,理解复合应力下硷强度和变形特点。
3、了解混凝土收缩、徐变现象及其影响因素;理解收缩、徐变对钢筋混凝土结构的影响。
4、了解钢筋的品种级别和使用范围。
掌握钢筋的应力一应变曲线的特点和强度的取值标准:,◆ 重点难点混凝土的强度及其影响因素,复合应力状态下的强度。
混凝土受压应力一应变关系的特征值。
混 凝土的收缩与徐变及其影响因素,一、混凝土(一)混凝土的组成结构砼是由水泥石(水泥胶结料)和骨料(石料)组成的一种内部结构复杂的复合材料。
从微观看:砼是不均匀的多相材料,存在许多内部微裂缝,这与其物理力学性能有密切的关系。
从宏观看:混凝土是粗骨料均匀分散在连续的砂浆基材中的两相材料,可视为各向同性的。
(二)混凝土的强度混凝土的强度是混凝土力学.隆能中的主要指标。
在工程中常用的混凝土强度指标有: ·立方体抗压强度fcu ·轴心抗压强度fc ·轴心抗拉强度ft1、混凝土立方体抗压强度砼立方体抗压强度是其力学性能中最基本的指标,也是评定fc 强度等级的标准。
砼强度等级是指按照标准方法制作养护的边长为150mm ,的立方体试件,在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度标准值 。
钢筋混凝土的力学性能钢筋混凝土是一种常见且广泛应用的建筑材料,其独特的力学性能使得它成为了许多结构工程的首选材料之一。
本文将介绍钢筋混凝土的力学性能,包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度。
1. 抗压强度钢筋混凝土的抗压强度是指材料能够承受的最大压缩力。
通常用单位面积上的最大抗压应力表示,单位为兆帕(MPa)。
混凝土的抗压强度主要取决于混凝土的配合比、水胶比和混凝土的龄期等因素。
一般来说,混凝土的强度随着时间的增加而增强,而在龄期较低时,则容易出现早期抗压强度低的情况。
钢筋的加入可以提高钢筋混凝土的抗压强度,因为钢筋具有较高的强度。
2. 抗拉强度钢筋混凝土的抗拉强度是指材料能够承受的最大拉伸力。
由于混凝土的抗拉强度相对较低,因此在设计结构时通常使用钢筋来抵抗拉伸力。
钢筋的引入可以显著提高钢筋混凝土的抗拉强度,钢筋在拉力作用下具有较高的强度和延性。
在实际施工过程中,为了保证混凝土结构的安全性,常常采用预应力或者加固措施来增强混凝土的抗拉强度。
3. 抗剪强度钢筋混凝土的抗剪强度是指材料能够承受的最大剪切力。
在施加剪切力时,混凝土结构容易出现剪切破坏。
为了增强钢筋混凝土的抗剪强度,常常在梁的预制过程中设置横向钢筋。
横向钢筋的加入可以增加混凝土的抗剪承载能力,并且提高了结构的抗剪强度。
4. 抗弯强度钢筋混凝土的抗弯强度是指材料可以承受的最大弯曲力矩。
在现实工程中,许多结构承受着弯曲荷载或者弯矩。
为了保证结构的稳定性和安全性,钢筋混凝土中的钢筋起到了关键的作用。
钢筋的加入可以提高混凝土的抗弯强度,从而使钢筋混凝土结构能够承受更大的弯曲力矩。
综上所述,钢筋混凝土的力学性能可以通过抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来衡量。
钢筋混凝土是一种具有良好力学性能的结构材料,广泛应用于建筑工程和基础设施建设中。
在实际应用中,合理优化钢筋混凝土的组合比例和配筋方案,可以进一步提高其力学性能,满足工程的设计要求。