第十三章混凝土的力学性能
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材料力学第十三章习题13-2图示压杆的截面为矩
形,h=60mm,b=40mm,杆长l=2.0m,材料为Q235
钢,E=2.1×105MPa。两端约束示意图为:在正视图(a)的平面内相当于
铰支;在俯视图(b)的平面内为弹性固定,采用μ=0.8。试求此杆的临界
力Fcr。
13-4图示结构中,两根杆的横截面均为50×50mm2正方形,材料的
弹性模量E=70×103MPa,试用欧拉公式确定结构失稳时的荷载F值。
13-6图示5根圆杆组成的正方形结构。a=1m,各结点均为铰接,杆的
直径均为d=35mm,截面类型为a类。材料均为Q235钢,[σ]=170MPa,
试求此时的容许荷载F。又若力F的方向改为向外,容许荷载F又应为多少?
13-9图示结构中,1、2两杆为材料相同的圆杆,1杆直径d1=16mm,2
杆直径d2=32mm,已知材料的弹性模量E=200GPa,比例极限sp=
200MPa,屈服极限ss=235MPa,结构的强度安全因素n=1.5,稳定安全
因素nst=2.0。试求该结构的容许荷载。
13-12一支柱系由4根75×75×6(见图)的角钢所组成。截面类型为b
类。支柱的两端为铰支,柱长,a=210mm,压力为450kN。若材料为
Q235钢,容许应力[σ]=170MPa。试校核支柱的稳定性。
13-14图示梁杆结构,材料均为Q235钢。AB梁为16号工字钢,BC杆为
的圆杆。已知弹性模量E=200GPa,比例极限sp=200MPa,屈服极限ss
=235MPa,强度安全因数n=1.4,稳定安全因数nst=3, 求容许荷载。
混凝土的力学性能
无机071班
马迪
2007015019
1.影响混凝土强度的因素
影响混凝土强度的主要因素有:
(1)水泥强度与水灰比
水泥是混凝土中的活性组分,其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件下,所用的水泥标号越高,制成的混凝土强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时,混凝土的强度主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水,一般只占水泥重量的23%左右,但在拌制混凝土混合物时,为了获得必要的流动性,常需用较多的水(约占水泥重量的40~70%)。混凝土硬化后,多余的水分蒸发或残存在混凝土中,形成毛细管、气孔或水泡,它们减少了混凝土的有效断面,并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中,使混凝土强度下降。
在保证施工质量的条件下,水灰比愈小,混凝土的强度就愈高。但是,如果水灰比太小,拌合物过于干涩,在一定的施工条件下,无法保证浇灌质量,混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞,也将显著降低混凝土的强度和耐久性。
(2)集料的性质与数量
集料的性质包括集料的几何性质、集料的力学性质,以及集料与水泥水化产物的亲和性。只有具有一定数量的品质优良的且能与水泥较好粘结的集料,才能配制出具有较高强度的混凝土
(3)养护的温度和湿度
混凝土强度的增长,是水泥的水化、凝结和硬化的过程,必须在一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下,不同养护温度,其结果也不相同。温度高,水泥凝结硬化速度快,早期强度高,所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度,以提高模板和场地周转率。低温时水泥混凝土硬化比较缓慢,当温度低至0°C以下时,硬化不但停止,且具有冰冻破坏的危险。水泥的水化必须在有水的条件下进行,因此,混凝土浇筑完毕后,必须加强养护,保持适当的温度和湿度,以保证混凝土不断地凝结硬化。
(3) 龄期
在正常养护条件下,混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律,即随着龄期时间的延长,强度也随之增长。最初7~14d内,强度增长较快,28d以后增长较慢。但只要温湿度适宜,其强度仍随龄期增长。
混凝土的力学性能
无机071班
马迪
2007015019
1.影响混凝土强度的因素
影响混凝土强度的主要因素有:
(1)水泥强度与水灰比
水泥是混凝土中的活性组分,其强度大小直接影响着混凝土强度的高低。在配合比相同的条件下,所用的水泥标号越高,制成的混凝土强度也越高。当用同一品种同一标号的水泥时,混凝土的强度主要取决于水灰比。因为水泥水化时所需的结合水,一般只占水泥重量的23%左右,但在拌制混凝土混合物时,为了获得必要的流动性,常需用较多的水(约占水泥重量的40~70%)。混凝土硬化后,多余的水分蒸发或残存在混凝土中,形成毛细管、气孔或水泡,它们减少了混凝土的有效断面,并可能在受力时于气孔或水泡周围产生应力集中,使混凝土强度下降。
在保证施工质量的条件下,水灰比愈小,混凝土的强度就愈高。但是,如果水灰比太小,拌合物过于干涩,在一定的施工条件下,无法保证浇灌质量,混凝土中将出现较多的蜂窝、孔洞,也将显著降低混凝土的强度和耐久性。
(2)集料的性质与数量
集料的性质包括集料的几何性质、集料的力学性质,以及集料与水泥水化产物的亲和性。只有具有一定数量的品质优良的且能与水泥较好粘结的集料,才能配制出具有较高强度的混凝土
(3)养护的温度和湿度
混凝土强度的增长,是水泥的水化、凝结和硬化的过程,必须在一定的温度和湿度条件下进行。在保证足够湿度情况下,不同养护温度,其结果也不相同。温度高,水泥凝结硬化速度快,早期强度高,所以在混凝土制品厂常采用蒸汽养护的方法提高构件的早期强度,以提高模板和场地周转率。低温时水泥混凝土硬化比较缓慢,当温度低至0°C以下时,硬化不但停止,且具有冰冻破坏的危险。水泥的水化必须在有水的条件下进行,因此,混凝土浇筑完毕后,必须加强养护,保持适当的温度和湿度,以保证混凝土不断地凝结硬化。
(3) 龄期
在正常养护条件下,混凝土强度的增长遵循水泥水化历程规律,即随着龄期时间的延长,强度也随之增长。最初7~14d内,强度增长较快,28d以后增长较慢。但只要温湿度适宜,其强度仍随龄期增长。
5 第2章材料力学性能
1.有明显流幅的典型的应力应变曲线分为哪几个阶段?相应的有哪些重要的应力值?
答:有明显流幅的典型的应力应变曲线分为:
弹性阶段:应力与应变之比为常数,应变在卸荷后能完全消失,称为弹性阶段,相应的应力称为比例极限(或弹性极限)。
屈服阶段:应变急剧增加,而应力基本不变,应力-应变曲线呈现水平段cf,钢筋产生相当大的塑性变形,此阶段称为屈服阶段。相应于屈服下限c点的应力称为屈服应力或屈服强度s。
强化阶段:经过屈服阶段之后,钢筋内部晶粒经调整重新排列,抵抗外荷载的能力又有所提高,fd段即称为强化阶段,d点叫做钢筋的抗拉强度或极限强度(b)。
破坏阶段:在试件的最薄弱截面出现横向收缩,截面逐渐缩小,塑性变形迅速增大,出现所谓颈缩现象,此时应力随之降低,直至e点试件断裂。
2.何谓条件屈服强度?
答:无明显流幅的钢筋通常取相应于残余应变为0.2%时的应力2.0作为名义屈服点,称为条件屈服强度。此类钢筋在钢筋混凝土结构中较少使用。
3.对于有明显流幅的钢筋与没有明显流幅的钢筋如何取其设计强度?
答:对于有明显流幅的钢筋(俗称软钢),一般取屈服强度s作为钢筋设计强度的依据。因为屈服之后,钢筋的塑性变形将急剧增加,钢筋混凝土构件将出现很大的变形和过宽的裂缝,以致不能正常使用。对于没有明显流幅的钢筋(俗称硬钢)一般取2.0=0.85b。
4.何谓屈强比?其作用是什麽?
答:屈强比是屈服强度与极限强度的比值。其作用是用来反映钢筋的强度储备,屈强比越小,强度储备就越大,钢筋的利用程度越低。
5.对于有明显流幅的钢筋与没有明显流幅的钢筋,其主要指标为哪几项?
答:对于有明显流幅的钢筋,其主要指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能四项;对于没有明显流幅的钢筋,其主要指标为抗拉强度、伸长率和冷弯性能三项。
6.我国用于混凝土结构的钢筋主要有哪些?在钢筋混凝土结构中主要采用的热轧钢筋有何特性?其分类如何?