自然科学混凝土基本力学性能.pptx

1试验研究、调查统计、理论分析、计算对比揭示作用机理，总结一般规律建立数学模型，确定计算方法和构造措施工程验证形成规范从工程中提出问从工程中提出问题题钢筋混凝土结构研究方法第1页/共60页21混凝土基本力学性能混凝土基本力学性能2多轴强度和本构关系多轴强度和本构关系3钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结4轴向受力特性轴向受力特性5抗震性能抗震性能6疲劳性能疲劳性能7抗爆性能抗爆性能8结构的耐久性结构的耐久性课程内容第2页/共60页3教材教材过镇海、时旭东编著，清华大学过镇海、时旭东编著，清华大学出出 版社，钢筋混凝土原理和分析版社，钢筋混凝土原理和分析第3页/共60页4第一章第一章 混凝土的基本力学性能混凝土的基本力学性能1、非匀质性和不等向性1.1 混凝土的材性特点第4页/共60页52、原因l 粗骨料和水泥砂浆的随机分布 l 两者的物理和力学性能的差异 第5页/共60页63 3、材性的基本特点、材性的基本特点 微观内应力、变形和裂缝状态复杂微观内应力、变形和裂缝状态复杂 变形的多元组成变形的多元组成 应力状态和途径对力学性能的影响应力状态和途径对力学性能的影响 时间和环境的影响时间和环境的影响l 微观微观 复杂复杂l 宏观宏观 工程精度工程精度第6页/共60页7第7页/共60页8第8页/共60页9Micro-crack at Interface of Aggregate and MortarExpansion of Crack TipCrack ConnectingDamage4、受力破坏的一般机理第9页/共60页101、Standard Cube Compressive Strength Standard Specimen(Side Length is 150mm)Standard Maintenance (Temperature 203C、Humidity 90%,28 days)Standard Loading (Loading Velocity 0.30.5N/mm2 Per Second)is a strength index to calibrate the grade of concrete.1.2 Compressive Strength第10页/共60页11lActually is not Axial Compression第11页/共60页12第12页/共60页132、Prism Compressive Strength Specimen 150150 300mm第13页/共60页14第14页/共60页15第15页/共60页16第16页/共60页17峰值应变第17页/共60页18Controlling Value of Compressive Stain in Test第18页/共60页19弹性模量第19页/共60页20第20页/共60页211.3 受压应力-应变全曲线 1、试验方法 普通液压试验机上附加刚性元件；应用电液伺服阀控制的刚性试验机进行 等应变速度加载。Complete Stress-Strain Curve 上升段和下降段第21页/共60页22弹簧作为刚性元件第22页/共60页23千斤顶作为刚性元件 第23页/共60页242、全曲线方程几种理论曲线第24页/共60页25第25页/共60页26我国规范（分段式上升段和下降段）：上升段和下降段在曲线峰点处连续。第26页/共60页27第27页/共60页28第28页/共60页29第29页/共60页30第30页/共60页31第31页/共60页321.4 Tensile Strength and Deformation1、试验方法 Axial Tensile Test、Splitting Test、Flexural Tensile Test第32页/共60页33Axial Tensile StrengthSplitting Tensile Strength Flexural Tensile Strength第33页/共60页342、轴心抗拉强度 第34页/共60页35第35页/共60页363、劈拉强度 第36页/共60页374、峰值应变 试验控制拉应变依据第37页/共60页385、受拉弹性模量第38页/共60页396、受拉破坏过程和特征第39页/共60页40第40页/共60页41受拉破坏和受压破坏的比较裂缝方向裂缝数量裂缝形状破坏过程第41页/共60页42几种混凝土受拉本构模型第42页/共60页43我国规范:第43页/共60页44第44页/共60页45第45页/共60页461.5 Shear Strength and Deformation1、试验方法 第46页/共60页47（1）矩形短梁直接剪切第47页/共60页48（2）单剪面Z形试件第48页/共60页49（3）缺口梁四点受力AB截面弯矩为零，中间段剪力为常值。第49页/共60页50（4）薄壁圆筒受扭 当筒壁很薄时，为理想的纯剪应力状态。第50页/共60页51（5）二轴拉压 施加二轴应力，当2=0，3=-1 时，与45方向的纯剪应力状态等效。第51页/共60页52 各种试验方法得到的抗剪强度值相差达一倍各种试验方法得到的抗剪强度值相差达一倍多。多。第（第（1 1）、（）、（2 2）种试件剪切面上的剪应力分）种试件剪切面上的剪应力分布不均匀，且存在较大正应力。布不均匀，且存在较大正应力。第（第（4 4）、（）、（5 5）种试件接近理论的纯剪应力）种试件接近理论的纯剪应力状态，但一般试验室不易实现。状态，但一般试验室不易实现。第（第（3 3）种方法正应力较小，接近纯剪应力状）种方法正应力较小，接近纯剪应力状态，试验值与（态，试验值与（4 4）、（）、（5 5）接近。）接近。第52页/共60页532、Shear Strength第53页/共60页543、Shear Deformation and Shear Modulus第54页/共60页55Shear StressShear Strain Curve 第55页/共60页56割线剪切模量和切线剪切模量第56页/共60页57峰值割线剪切模量初始切线剪切模量第57页/共60页58第58页/共60页59按照弹性力学的方法和原则，可推导得接近远远大于第59页/共60页Department of Civil Engineering,NUAA60感谢您的观看！第60页/共60页