钢筋与混凝土的物理力学性能课件.ppt

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1、图2-6挤压钢筋连接劈拉试验PaP拉压压由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈裂试验测定混凝土的抗拉强度(SplittingStrength)图2-12混凝土劈裂抗拉试验2.2.2混凝土破坏机理fc≈UnderstandingFailureMechanism02468102030s(MPa)e×10-3混凝土在结硬过程中，由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂缝Micro-fissure，成为混凝土中的薄弱部位。混凝土的最终破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。BACED02468102030s(MPa)e×1

2、0-3AA点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土主要产生弹性变形，应力-应变关系近似直线。A点应力随混凝土强度的提高而增加，普通强度混凝土sA约为(0.3~0.4)fc。高强混凝土sA可达(0.5~0.7)fc。BCED02468102030s(MPa)e×10-3BAA点以后，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开始有所延伸发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力-应变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝土的横向变形增加Expansion。但该阶段微裂缝的发展是稳定的。CED02468102030s(MPa)e×10-3BA达到B点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横向变形突然增大，体

3、积应变开始由压缩转为增加。在此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导致破坏。取B点的应力作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强混凝土sB可达0.95fc以上。CED02468102030s(MPa)e×10-3BACED达到C点fc，内部微裂缝连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰值应变e0，约为0.002。纵向应变发展达到D点，内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。02468102030s(MPa)e×10-3BACED随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降。02468102030s

4、(MPa)e×10-3BACED混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破坏，裂缝连通形成斜向破坏面。E点的应变e=(2~3)e0，应力s=(0.4~0.6)fc。02468102030s(MPa)e×10-3BACEDE点以后，纵向裂缝形成一斜向破坏面，此破坏面受正应力和剪应力的作用继续扩展，形成一破坏带。此时试件的强度由斜向破坏面上的骨料间的摩阻力提供。02468102030s(MPa)e×10-3BACED随应变继续发展，摩阻力和粘结力不断下降，但即使在很大的应变下，骨料间仍有一定摩阻力，残余强度约为(0.1~0.4)fc。2.3.3粘结强度钢筋的粘结强度采用直接拔出试验来测定，为了反映弯矩的作用

5、，也用梁式试件进行弯曲拔出试验。Pullouttest由直接拨出试验，钢筋和混凝土之间的平均粘结应力以表示。图2-38钢筋粘结强度拔出试验图2-39粘结应力-滑移关系图2-40粘结应力与滑移的曲线粘结强度tu：粘结破坏（钢筋拔出或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土界面上的最大平均粘结应力图2-41拔出实验（1）当混凝土保护层和钢筋间距较小时，径向裂缝可发展达到构件表面，产生劈裂裂缝，机械咬合作用将很快丧失，产生“劈裂式”粘结破坏图2-42(b)“劈裂式”粘结破坏图2-42（a）“劈裂式”粘结破坏破坏形态（2）如果钢筋周围的横向钢筋较多或混凝土的保护层（c/d）较大，径向裂缝很难发展达到构件表面，则肋前

6、部的混凝土在水平分力和剪力作用下最终将被挤碎，发生沿肋外径圆柱面的剪切破坏，形成所谓的“刮犁式”破坏。“刮犁式”破坏是变形钢筋与混凝土粘结强度的上限。图2-43“刮犁式”粘结破坏拔出试验PullouttestASTMC234下端钢板试件上端钢板千分表夹具钢杆带球座拉杆钢筋DL/T5150-2001拔出试验Pullouttest图2-44箍筋对粘结破坏的影响图2-45钢筋表面对粘结破坏的影响