鋼筋與混凝土的物理力學(xué)性能課件.ppt

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1、圖2-6擠壓鋼筋連接劈拉試驗(yàn)PaP拉壓壓由于軸心受拉試驗(yàn)對(duì)中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈裂試驗(yàn)測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度(SplittingStrength)圖2-12混凝土劈裂抗拉試驗(yàn)2.2.2混凝土破壞機(jī)理fc≈UnderstandingFailureMechanism02468102030s(MPa)e×10-3混凝土在結(jié)硬過(guò)程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫Micro-fissure，成為混凝土中的薄弱部位。混凝土的最終破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。BACED02468102030s(MPa)e×1

2、0-3AA點(diǎn)以前，微裂縫沒(méi)有明顯發(fā)展，混凝土主要產(chǎn)生彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線(xiàn)。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，普通強(qiáng)度混凝土sA約為(0.3~0.4)fc。高強(qiáng)混凝土sA可達(dá)(0.5~0.7)fc。BCED02468102030s(MPa)e×10-3BAA點(diǎn)以后，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開(kāi)始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)開(kāi)始加快，應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)逐漸偏離直線(xiàn)。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加Expansion。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。CED02468102030s(MPa)e×10-3BA達(dá)到B點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體

3、積應(yīng)變開(kāi)始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土sB約為0.8fc，高強(qiáng)混凝土sB可達(dá)0.95fc以上。CED02468102030s(MPa)e×10-3BACED達(dá)到C點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)速度明顯加快，C點(diǎn)的縱向應(yīng)變值稱(chēng)為峰值應(yīng)變e0，約為0.002?？v向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見(jiàn)平行于受力方向的縱向裂縫。02468102030s(MPa)e×10-3BACED隨應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降。02468102030s

4、(MPa)e×10-3BACED混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破壞，裂縫連通形成斜向破壞面。E點(diǎn)的應(yīng)變e=(2~3)e0，應(yīng)力s=(0.4~0.6)fc。02468102030s(MPa)e×10-3BACEDE點(diǎn)以后，縱向裂縫形成一斜向破壞面，此破壞面受正應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用繼續(xù)擴(kuò)展，形成一破壞帶。此時(shí)試件的強(qiáng)度由斜向破壞面上的骨料間的摩阻力提供。02468102030s(MPa)e×10-3BACED隨應(yīng)變繼續(xù)發(fā)展，摩阻力和粘結(jié)力不斷下降，但即使在很大的應(yīng)變下，骨料間仍有一定摩阻力，殘余強(qiáng)度約為(0.1~0.4)fc。2.3.3粘結(jié)強(qiáng)度鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度采用直接拔出試驗(yàn)來(lái)測(cè)定，為了反映彎矩的作用

5、，也用梁式試件進(jìn)行彎曲拔出試驗(yàn)。Pullouttest由直接撥出試驗(yàn)，鋼筋和混凝土之間的平均粘結(jié)應(yīng)力以表示。圖2-38鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度拔出試驗(yàn)圖2-39粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系圖2-40粘結(jié)應(yīng)力與滑移的曲線(xiàn)粘結(jié)強(qiáng)度tu：粘結(jié)破壞（鋼筋拔出或混凝土劈裂）時(shí)鋼筋與混凝土界面上的最大平均粘結(jié)應(yīng)力圖2-41拔出實(shí)驗(yàn)（1）當(dāng)混凝土保護(hù)層和鋼筋間距較小時(shí)，徑向裂縫可發(fā)展達(dá)到構(gòu)件表面，產(chǎn)生劈裂裂縫，機(jī)械咬合作用將很快喪失，產(chǎn)生“劈裂式”粘結(jié)破壞圖2-42(b)“劈裂式”粘結(jié)破壞圖2-42（a）“劈裂式”粘結(jié)破壞破壞形態(tài)（2）如果鋼筋周?chē)臋M向鋼筋較多或混凝土的保護(hù)層（c/d）較大，徑向裂縫很難發(fā)展達(dá)到構(gòu)件表面，則肋前

6、部的混凝土在水平分力和剪力作用下最終將被擠碎，發(fā)生沿肋外徑圓柱面的剪切破壞，形成所謂的“刮犁式”破壞?！肮卫缡健逼茐氖亲冃武摻钆c混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的上限。圖2-43“刮犁式”粘結(jié)破壞拔出試驗(yàn)PullouttestASTMC234下端鋼板試件上端鋼板千分表夾具鋼桿帶球座拉桿鋼筋DL/T5150-2001拔出試驗(yàn)Pullouttest圖2-44箍筋對(duì)粘結(jié)破壞的影響圖2-45鋼筋表面對(duì)粘結(jié)破壞的影響