钢筋混凝土原理和分析08约束混凝土(上)
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钢筋混凝土原理多轴强度1.研究背景◆钢筋混凝土结构中,混凝土几乎不存在单一轴压或轴拉应力状态;◆梁、板、柱构件,混凝土事实上处于二维或三维应力状态;◆双向板、墙板、剪力墙和折板、壳体,重大的特殊结构,如核反应堆的压力容器和安全壳、水坝、设备基础、重型水压机等,都是典型的二维和三维结构,其中混凝土的多轴应力状态更是确定无疑;◆设计时,如采用混凝土单轴压或拉强度,其结果是:过低地给出二轴和三轴抗压强度,造成材料浪费,却又过高地估计多轴拉-压应力状态的强度,埋下不安全的隐患,显然都不合理。
2. 试验设备和方法所有的混凝土多轴试验装置,按试件的应力状态分为两大类:2.1 常规三轴试验机一般利用已有的大型材料试验机,配备一个带活塞的高压油缸和独立的油泵、油路系统。
试验时将试件置于油缸内的活塞之下,试件的横向由油泵施加液压,纵向由试验机通过活塞加压。
试件在加载前外包橡胶薄膜,防止高压油进入试件裂缝,胀裂试件,降低其强度。
试验采用圆柱体或棱柱体试件,当试件三轴受压(C/C/C )时,必有两方向应力相等,称为常规三轴受压,以区别真三轴受压试验。
2.2 真三轴试验装置三轴分离试验装置:由三个独立的互不相连的机架组成,在水平方向的两个机架,一个用缆绳悬挂起来,另一个放置在滚动轴承上。
垂直机架用平衡重物悬挂起来,能适应试件在水平方向和垂直方向上受应力而产生的变形。
共同特点是:在3个相互垂直的方向都设有独立的活塞、液压缸、供油管路和控制系统。
但主要机械构造差异很大,有的在3个方向分设丝杠和横梁等组成的加载架,有的则利用试验机施加纵向应力,横向(水平)的两对活塞和油缸置于一刚性承载框内,以减小设备占用空间,方便试验。
在设计混凝土的三轴试验方法和试验装置时,有些试验技术问题需要研究解决,否则影响试验结果的可靠性和准确性,决定三轴试验的成败。
主要的技术难点和其解决措施有:(1) 消减试件表面的摩擦混凝土多轴试验中,行之有效的减摩措施有4类:①在试件和加压板之间设置减摩垫层;②刷形加载板;③柔性加载板;④金属箔液压垫。
混凝土自由收缩与束缚收缩原理一、介绍混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其主要成分为水泥、砂、石和水,在混合后经过固化形成结构强度较高的建筑构件。
在混凝土的使用过程中,其存在自由收缩和束缚收缩两种收缩现象,对于混凝土的使用和维护具有重要意义。
因此,本文将从混凝土自由收缩和束缚收缩原理两方面进行详细介绍。
二、混凝土自由收缩原理混凝土在硬化过程中,由于水泥水化反应所释放的水分向混凝土孔隙中渗透,同时由于混凝土的固结,使得水分分子之间的结构发生改变,从而导致混凝土体积发生变化。
这种体积变化就是混凝土自由收缩。
混凝土自由收缩的主要原因包括以下几个方面:1. 水泥水化产物的生成混凝土中的水泥在水化反应过程中会产生大量的水化产物,这些产物会向混凝土孔隙中渗透,并与孔隙中的水分子形成水化产物的凝胶体系,从而使得混凝土体积发生变化。
2. 水分向混凝土孔隙渗透在混凝土的固结过程中,水分子在混凝土孔隙中的运动受到混凝土内部的阻力,但是由于水分子的渗透压力,其仍然会向混凝土孔隙中渗透,从而导致混凝土体积发生变化。
3. 水泥胶体的收缩水泥胶体在水化反应过程中会发生收缩,这种收缩会导致混凝土体积发生变化。
4. 水分蒸发混凝土中的水分在施工过程中会逐渐蒸发,这种蒸发也会导致混凝土体积发生变化。
三、混凝土束缚收缩原理混凝土束缚收缩是指混凝土在固定的约束条件下发生收缩,其主要原因是混凝土在固定约束条件下的变形所导致。
混凝土束缚收缩的主要原因包括以下几个方面:1. 混凝土受到约束在混凝土的施工过程中,混凝土常常受到一定的约束,这种约束会使得混凝土在固定约束条件下发生收缩。
2. 混凝土内部的温度变化混凝土内部的温度变化也会导致混凝土束缚收缩。
在混凝土中存在着温度梯度,而这种温度梯度会导致混凝土内部的应力分布产生变化,从而导致混凝土束缚收缩。
3. 混凝土内部的湿度变化混凝土内部的湿度变化也会导致混凝土束缚收缩。
在混凝土中存在着湿度梯度,而这种湿度梯度会导致混凝土内部的应力分布产生变化,从而导致混凝土束缚收缩。
混凝土中的受力原理及分析方法一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
在混凝土结构设计和施工过程中,了解混凝土中的受力原理及分析方法对保证结构的安全性和持久性具有重要的意义。
本文将从混凝土中的受力原理、混凝土的材料性能、混凝土的强度设计和混凝土的受力分析方法等方面进行详细阐述。
二、混凝土中的受力原理混凝土中的受力原理主要是由混凝土的力学性质、材料结构和工作环境等因素决定的。
混凝土的力学性质主要包括强度、刚度和变形特性等。
材料结构是指混凝土中的骨料、水泥和气泡等组成成分。
工作环境是指混凝土所在的环境条件,如温度、湿度、荷载和外力等。
1.混凝土的力学性质混凝土的力学性质包括强度、刚度和变形特性等。
在混凝土中,应力和应变之间的关系是非线性的,即在应力达到一定值之后,应变的增长速度会加快。
混凝土的强度可以分为抗压强度、抗拉强度、剪切强度和弯曲强度。
其中,抗压强度是混凝土最重要的强度指标,一般用于混凝土的强度设计。
混凝土的刚度是指在受力作用下,混凝土的形变与受力之间的关系。
刚度高的混凝土在受力作用下能够更好地保持形状和稳定性。
混凝土的变形特性是指在受力作用下,混凝土的形变与受力之间的关系。
混凝土的变形特性主要包括弹性变形和塑性变形。
在受力作用下,混凝土会发生一定程度的弹性变形,即在荷载作用下,混凝土会发生一定程度的形变,但在荷载消失后能够恢复原状。
与此同时,混凝土还会发生一定程度的塑性变形,即在荷载作用下,混凝土会发生不可恢复的形变。
2.材料结构混凝土的材料结构主要包括骨料、水泥和气泡等组成成分。
骨料是指用于混凝土中的石子、沙子等颗粒状物质。
骨料的种类和大小会直接影响混凝土的强度和耐久性。
水泥是指用于混凝土中的粉状物质,主要负责混凝土的硬化过程。
气泡是指混凝土中的空气孔隙,对混凝土的强度和耐久性也有一定的影响。
3.工作环境混凝土所处的工作环境也会对混凝土的受力产生一定的影响。