当前位置:首页 > 第二章 混凝土结构材料的物理力学性能
试验表明,混凝土的弹性模量与混凝土立方体抗压强度存在一定关系:
《规范》规定其关系式如下:
Ec?102.2?534.74fcu,k(N/mm2)
?c?0.2,Gc?0.4Ec
2)混凝土的变形模量
连接原点至曲线任一点应力为?c处割线的斜率,称为任一点割线模量,用E表示。
'cEc?tg?1
'
这时,总变形?c中包含弹性变形?ela和塑性变形?所确定的模量也可称为弹塑性模量或割线模量。
3)混凝土的切线模量
在混凝土应力-应变曲线上某一应力?c处做一切线,其应力增量与应变增量之比值称为相应于应力?c时的混凝土的切线模量。
17
pla两部分,由此
Ec?tg?''
需要注意的是,混凝土不是弹性材料,不能用已知的混凝土应变乘以弹性模量值去求混凝土的应力。 (5)混凝土轴向受拉时的应力-应变关系
混凝土受拉时的应力-应变关系曲线与受压相似,也具有上升段和下降段。只是峰值应力、应变较受压时小很多。
曲线下降段的坡度随混凝土强度的提高而更陡峭。 受拉弹性模量与受压弹性模量值基本相同。 2、荷载长期作用下混凝土的变形性能
混凝土在荷载的长期作用下,在荷载或应力不变时,其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。
混凝土的徐变特性主要与时间参数有关。典型徐变曲线如下图所示。
18
可以看出,当对棱柱体加载,应力达到0.5fc时,其加载瞬间产生的应变为瞬时应变?ela。若荷载保持不变,随着加载作用时间的增加,应变也将继续增长,这就是混凝土的徐变?cr。
一般徐变开始增长的较快,以后逐渐减慢,经过较长时间后逐渐趋于稳定。徐变应变值约为瞬时应变的1~4倍。
两年后卸载,试件瞬时要恢复的一部分应变称为瞬时恢复应变
?ela,其值比加载时的瞬时变形略小。
当长期荷载完全卸除后,量测会发现混凝土并不处于静止状态,而经过一个徐变的恢复过程(约为20天),卸载后的徐变恢复变形称为弹性后效?ela。其绝对值仅为徐变变形的1/12左右。
在试件中还有绝大部分应变是不可恢复的,称为残余应变?。
'cr''' 试验表明,混凝土的徐变与混凝土的应力的大小有着密切的关系。应力越大,徐变也越大。随着应力的增加,徐变将发生不同的情况。
当初始应力水平?i/fc?0.5时,徐变值与初应力基本上成正比,曲线
接近于等间距分布,这种徐变称为线性徐变。
19
当混凝土应力较大时,即?i/fc?0.5时,徐变变形与应力不成正
比,徐变变形比应力增长要快,称为非线性徐变。
当加载应力过高时,徐变变形急剧增加不再收敛,呈非稳定徐变的现象,由此说明,高应力作用下可能造成混凝土的破坏,所以,一般取混凝土0.75fc~0.8fc作为混凝土的长期极限强度。
混凝土产生徐变的原因:
混凝土中水泥凝胶体的粘性流动造成水泥结晶体受力增大,变形增大。在应力较大的情况下,混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下不断发展,也将导致混凝土变形的增加。
总体而言,影响徐变大小的因素如下:
1)初始应力的大小及加载时混凝土的龄期(应力越大,徐变越大;龄期越早,徐变越大)。
2)混凝土的组成成分(水泥用量越多,徐变越大;水灰比越大,徐变也越大;骨料越坚硬,级配越好,对水泥石徐变的约束作用越大,徐变越小)。
3)养护条件(养护温度高,湿度大,水泥水化作用充分,徐变越小) 4)使用环境(混凝土受到荷载后环境温度越高,湿度越低,则徐变越大)
5)构件的形状、尺寸(大尺寸试件内部失水受到限制,徐变减小)。 徐变对结构的影响: 1)变形增大;
如长期荷载作用下受弯构件的挠度由于受压区混凝土的徐变可增大一倍,这主要是长期荷载作用下刚度变小的结果。 2)钢筋混凝土构件截面应力重分布;
20
共分享92篇相关文档