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混凝土变形由弹性变形与塑性变形两部分组成,塑性越大,表示变形能力越大,延性越好.

混凝土材料的延性是指混凝土耐受变形或后期变形的能力.延性好可防止构件脆性破坏,对抗震也有利.强度低,加载慢,延性增加,配置横向钢筋可提高构件延性.(钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C15,Ⅱ级筋时不宜低于C20,新Ⅲ级HRB400筋及承受重复荷载时不宜低于C20,预应力构件不宜低于C30,钢丝等不宜低于C40).

(2)混凝土横向变形系数:横向应变与纵向应变之比.

(3)约束混凝土的变形:套箍限制作用.

(4)混凝土弹性模量和变形模量.

①弹性模量

a.初始弹性模量E0:原点切线斜率.

b.如何测试(重复荷载下的变形):采用棱柱体试件加载至0.5,然后卸荷至零,如此重复5～10次,每次卸荷至零时都存在残余应变,随重复次数的增加,曲线趋于直线化,其斜率即为弹性模量Ec

若超过0.5值,重复几次后,也呈现直线形,但继续重复加卸荷,则应力应变曲线反向弯曲.

②割线模量:应力-应变曲线上任意点与原点的连线的斜率称为混凝土的割线模量.

③切线模量:应力-应变曲线上任意点的切线的斜率称为该点的切线模量.

④弹性系数(弹性应变与总应变的比

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(5)混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变

①徐变的概念:混凝土在长期荷载作用下,即使应力维持不变,其应变也会随时间继续增长,这种现象称为混凝土的徐变.

②产生原因(说法纷纭):

a.尚未转化为结晶体的水泥凝胶体的塑性变形,

b.混凝土内部微裂缝在长期荷载下的持续发展.

③徐变过程.

加载瞬间产生了弹性变形,随后伴随有收缩变形和徐变,徐变前快后慢.卸荷后,可立即恢复的变形为,经一段时间可逐渐恢复的为称为弹性后效,剩余的为残余变形

④影响徐变的因素:

a.内在因素:骨料组成配比,水灰比等.骨料弹性模量越大,骨料体积比越大,水灰比越小,徐变越小,

b.环境因素:养护及使用条件.温度,湿度越高(养护),水泥水化作用越充分,徐变越小,在高温干燥环境中徐变越大,

c.应力条件:初应力及加载时的龄期.加载时的龄期越长,混凝土内部结晶体越多,徐变越小,当初应力σ<,0.5时,徐变与初应力呈正比,徐变系数为常数,当σ等于(0.5～0.8)时,徐变增长较应力快,非线性徐变但收敛,当σ>,0.8时,徐变为非收敛的,故以次为混凝土的长期抗压强度.

(6)混凝土收缩和膨胀(次要)

①概念:混凝土在空气中结硬时体积减少的现象称为收缩.

②收缩的原因:

a.凝缩:水泥水化形成水泥晶体,体积较小,

b.干缩:混凝土内自由水分的蒸发.

c.其他原因:高标号水泥,水泥用量,水灰比越大,骨料弹性模量越小,构件体表比越小等都会引起较大的收缩.

③收缩的危害:使构件产生初应力,开裂较早,预应力的损失.

④预防措施:早期养护条件改善,减少水灰比,提高水泥标号减少水泥用量,加强振捣,高温高湿养护,改善骨料级配.

3钢筋与混凝土之间的粘结力

粘结应力的概念及其分类(锚固粘结力与局部粘结力).

在钢筋与混凝土接触面上产生的抵抗钢筋与混凝土相对位移的这种剪应力称为粘结应力.

按其作用性质可分为:锚固粘结应力和局部粘结应力.

2,粘结力产生的原因及其组成.

化学胶合力:混凝土颗粒化学作用产生的混凝土与钢筋间的胶合力,

摩擦力:混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力,

机械咬合力——最大:由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力.

3,粘结力的测试方法,粘结的破坏以及影响粘结强度的因素

(1)拔出试验法:一端埋入混凝土,另一端施力拔出.

破坏:光面钢筋,应力较小时由化学胶结力承受,较大时还有摩擦力,变形钢筋,主要由摩擦力和机械咬合力承受.

(2)影响粘结强度的因素:

①混凝土强度:提高而提高,与劈拉强度呈正比,

②保护层厚度:增加保护层,提高砼劈裂抗力,

③横向配筋:约束微裂缝发展,粘结强度得到提高,

④横向压力:约束微裂缝发展,使钢筋与砼摩擦力增大,

⑤浇筑位置:浇筑深度,顶部筋由于水分,气泡逸出,混凝土泌水下沉影响.

4,保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施.

(1)保证锚固粘结应力和局部粘结应力的可靠传递:

①锚固长度要求.

②采用直径较小的钢筋和变形钢筋:增加接触面积等.

(2)钢筋周围的混凝土应有足够的厚度(钢筋间距和保护层厚度).

(3)钢筋末端设置弯钩.

(4)混凝土的浇筑:与钢筋位置有关,振捣等.

(5)锚固区的侧向压力.

三受腐蚀钢筋混凝土耐久性能的研究

1引言钢筋混凝土结构是目前应用较广的结构形式之一.随着建筑物的老化和环境污染的加重,钢筋混凝土结构耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注.在第二届国际混凝土耐久性会议上,Mehta教授指出:"当今世界混凝土破坏原因,按递减顺序是:钢筋腐蚀,冻害,物理化学作用".他明确地将"钢筋腐蚀"排在影响混凝土耐久性因素的首位.而来自海洋环境的氯盐和用于化冰雪的除冰盐,又是造成钢筋腐蚀的主要原因.美国1984年报道,仅就桥梁而言,57.5万座钢筋混凝土桥,一半以上出现钢筋腐蚀破坏,40%承载力不足和必须修复与加固处理,当年的修复费为54亿美元,1988年报道,钢筋混凝土腐蚀破坏的修复费,一年要2500亿美元,其中桥梁修复费为1550亿美元(是这些桥初建费用的4倍).加拿大早期大量使用除冰盐,使钢筋混凝土桥梁等破坏严重.欧洲,澳大利亚,海湾国家等,都有以氯盐为主的钢筋腐蚀破坏问题,其中英国修复费为每年50亿英镑.韩国曾发生一系列建筑物破坏,倒塌事件,其中很多也与"盐害"有关.在我国已经发现许多海港码头的混凝土梁,板使用不到10年已普遍出现顺筋锈胀开裂,剥落.北京,天津的许多立交桥,因为冷天撒盐化冰雪也日益暴露出严重的钢筋腐蚀问题,不得不斥巨资修复.2钢筋的的腐蚀机理钢筋的腐蚀过程是一个电化学反应过程.混凝土孔隙中的水分通常以饱和的氢氧化钙溶液形式存在,其中还含有一些氢氧化钠和氢氧化

例一,某四层四跨现浇框架结构的第二层内,轴向力设计值N140,楼层高等于5.4m,强度等级为,钢筋用II级钢筋.

求:截面尺寸及纵筋面积.

:

大于轴心变压纵率P,1n,满足要求.选用4根直径16mm的级钢筋根据建筑的要求,某现浇拴截面尺寸定为250mmx250mm.4m,由两端承情况决定其计算高度等于m,H等于m,柱内配有4根直径l6mm的II级钢筋()的纵筋,构件混凝土强度等级为30,钢筋为II级钢筋.的设计轴向力等于

问:截面是否安全.

计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时,如截面的长边或直径小于300mm,则混凝土的强度设计值应乘以系数.当构件质量(如混凝土成型,截面和轴线尺寸等)有保证可不受此限.本题乘以系数O.8.值:由查表得

等于0.962

利用公式,并在式中得值乘以0.8,得:

故截面是安全了.

五参考文献

过镇海时旭东编着钢筋混凝土原理和分析清华大学出版社2003

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