鋼筋力學(xué)性能

1、鋼筋的力學(xué)性能鋼筋的力學(xué)性能 內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介l 鋼筋的低溫性能鋼筋的低溫性能l 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂l 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕l 鋼筋的徐變與松弛鋼筋的徐變與松弛l 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1.1 引言：引言：地球上可以利用的土地和資源是有限的。人類為了地球上可以利用的土地和資源是有限的。人類為了爭取更爭取更大的生存空間大的生存空間 , , 土木工程在將來必將向深海拓寬、向極土木工程在將來必將向深海拓寬、向極地進(jìn)軍、向太空邁進(jìn)。極地和太空的一個共同特點就是環(huán)地進(jìn)軍、向太空邁進(jìn)。極地和太空的一個共同特點就是環(huán)境溫度低。我國東北地區(qū)的最低溫度紀(jì)錄為境溫度低。我國東北地區(qū)的最低溫度紀(jì)錄為 -

2、 53.4 , - 53.4 , 南南 極極 地地 區(qū)區(qū) 的的 最最 低低 溫溫 度度 記記 錄錄 為為- 68.2 , - 68.2 , 而月而月球最低溫度為球最低溫度為 - 183 - 183 。在這種情況下。在這種情況下 , , 研究適用于低研究適用于低溫環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有重要的意義。溫環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有重要的意義。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能1.1 引言：引言：為了解混凝土結(jié)構(gòu)在低溫下的工作性能為了解混凝土結(jié)構(gòu)在低溫下的工作性能 , ,對其進(jìn)行耐久性對其進(jìn)行耐久性評估、壽命預(yù)測以及相應(yīng)的計算機(jī)仿真分析評估、壽命預(yù)測以及相應(yīng)的計算機(jī)仿真分析 , , 鋼筋在低鋼筋在

3、低溫下的力學(xué)性能是其中基礎(chǔ)而關(guān)鍵的問題之一。溫下的力學(xué)性能是其中基礎(chǔ)而關(guān)鍵的問題之一。碳素鋼或普通低合金鋼筋都是以體心立方晶格的鐵素體為碳素鋼或普通低合金鋼筋都是以體心立方晶格的鐵素體為基本結(jié)構(gòu)。這種金屬中的原子，隨著溫度降低，熱運動減基本結(jié)構(gòu)。這種金屬中的原子，隨著溫度降低，熱運動減少，反映在力學(xué)性能方面，為強(qiáng)度增高、塑性或韌性降低，少，反映在力學(xué)性能方面，為強(qiáng)度增高、塑性或韌性降低，脆性性能增加，這種稱為金屬的冷脆性或冷脆傾向。具有脆性性能增加，這種稱為金屬的冷脆性或冷脆傾向。具有冷脆傾向的材料，如材料具有初始缺陷或裂紋時，容易發(fā)冷脆傾向的材料，如材料具有初始缺陷或裂紋時，容易發(fā)生低溫脆斷

4、。生低溫脆斷。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能1.1.1 鋼筋的化學(xué)成分：鋼筋的化學(xué)成分：影響鋼筋性能的最主要的元素是碳，除碳外，還有少量的影響鋼筋性能的最主要的元素是碳，除碳外，還有少量的鐵、硅、錳、磷、硫、氧、氮、鈦、釩等元素，雖其含量鐵、硅、錳、磷、硫、氧、氮、鈦、釩等元素，雖其含量少，但對鋼筋的性能影響很大。少，但對鋼筋的性能影響很大。碳：鋼筋的抗拉強(qiáng)度隨含碳量的增大而提高，碳還可以降碳：鋼筋的抗拉強(qiáng)度隨含碳量的增大而提高，碳還可以降低鋼筋的塑形，增加鋼筋的冷脆性和時效敏感性；當(dāng)含碳低鋼筋的塑形，增加鋼筋的冷脆性和時效敏感性；當(dāng)含碳量高于量高于0.3%0.3%時，將顯著降低鋼筋的可

5、焊性。時，將顯著降低鋼筋的可焊性。硅：當(dāng)鋼筋中硅的含量低于硅：當(dāng)鋼筋中硅的含量低于1.0%1.0%時，能顯著提高鋼筋的強(qiáng)時，能顯著提高鋼筋的強(qiáng)度，而對塑形和韌性沒有明顯的影響。度，而對塑形和韌性沒有明顯的影響。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能磷：使鋼筋的冷脆性顯著增加，低溫下的沖擊韌性下降，磷：使鋼筋的冷脆性顯著增加，低溫下的沖擊韌性下降，可焊性降低?？珊感越档?。氧：降低韌性，促進(jìn)時效傾向，降低可焊性。氧：降低韌性，促進(jìn)時效傾向，降低可焊性。氮：使鋼筋的強(qiáng)度提高，塑形和韌性顯著下降，加劇鋼筋氮：使鋼筋的強(qiáng)度提高，塑形和韌性顯著下降，加劇鋼筋的時效敏感性和冷脆性，降低可焊性。的時效敏感性和冷

6、脆性，降低可焊性。鈦：提高強(qiáng)度和改善韌性，減少時效傾向，改善可焊性。鈦：提高強(qiáng)度和改善韌性，減少時效傾向，改善可焊性。釩：提高強(qiáng)度，減小時效敏感性。釩：提高強(qiáng)度，減小時效敏感性。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能1.2 鋼筋的沖擊韌性鋼筋的沖擊韌性:鋼筋的沖擊韌性與哪些因素有關(guān)？何謂冷脆臨界溫度和時效敏感鋼筋的沖擊韌性與哪些因素有關(guān)？何謂冷脆臨界溫度和時效敏感性？性？鋼筋的沖擊韌性與鋼筋的化學(xué)成分，內(nèi)部組織狀態(tài)，以及冶煉、鋼筋的沖擊韌性與鋼筋的化學(xué)成分，內(nèi)部組織狀態(tài)，以及冶煉、軋制質(zhì)量、加工有關(guān)。軋制質(zhì)量、加工有關(guān)。沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是開始時下降平緩，當(dāng)達(dá)沖擊韌性隨溫度的降低

7、而下降，其規(guī)律是開始時下降平緩，當(dāng)達(dá)到某一溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種現(xiàn)象稱為鋼筋到某一溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種現(xiàn)象稱為鋼筋的冷脆性，這時的溫度為脆性臨界溫度。的冷脆性，這時的溫度為脆性臨界溫度。隨時間延長而表現(xiàn)出強(qiáng)度提高、塑形和沖擊韌性降低，這種現(xiàn)象隨時間延長而表現(xiàn)出強(qiáng)度提高、塑形和沖擊韌性降低，這種現(xiàn)象稱為時效。因時效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時效敏感性。時效稱為時效。因時效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時效敏感性。時效敏感性愈大的鋼筋，經(jīng)過時效后其沖擊韌性和塑形的降低顯著。敏感性愈大的鋼筋，經(jīng)過時效后其沖擊韌性和塑形的降低顯著。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能1.3

8、鋼筋的冷加工：鋼筋的冷加工：鋼筋冷加工對力學(xué)性能有何影響？鋼筋冷加工對力學(xué)性能有何影響？冷加工對力學(xué)性能有這樣的影響：提高屈服強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)冷加工對力學(xué)性能有這樣的影響：提高屈服強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度也稍有增長，塑形和韌性降低。經(jīng)冷加工處理的鋼材，度也稍有增長，塑形和韌性降低。經(jīng)冷加工處理的鋼材，不僅力學(xué)性能上有所改變，而且可調(diào)直和清除銹皮，同時不僅力學(xué)性能上有所改變，而且可調(diào)直和清除銹皮，同時可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)提高鋼筋屈服強(qiáng)度可取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，當(dāng)提高鋼筋屈服強(qiáng)度20%-50%20%-50%時，時，可節(jié)約鋼筋可節(jié)約鋼筋20%-30%20%-30%。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的

9、低溫性能一、鋼筋的低溫性能1.4抗震鋼筋的低溫脆性：抗震鋼筋的低溫脆性： 目前鋼材的低溫性能研究主要針對結(jié)構(gòu)鋼材目前鋼材的低溫性能研究主要針對結(jié)構(gòu)鋼材 , 如如Q235鋼，鋼，16MnV 鋼鋼 ,15MnV 鋼鋼 ,16Mnq 鋼和鋼和 14MnNbq鋼等鋼等 , 且主要且主要集中在集中在-60 以上。研究表明以上。研究表明 , 鋼材的強(qiáng)度隨溫度的降低而升鋼材的強(qiáng)度隨溫度的降低而升高高 , 塑性和韌性則隨著溫度的降低而降低塑性和韌性則隨著溫度的降低而降低 。對于國內(nèi)工程中。對于國內(nèi)工程中常用的鋼筋常用的鋼筋 , 尚缺乏這一方面的研究尚缺乏這一方面的研究 , 且溫度范圍需進(jìn)一步擴(kuò)且溫度范圍需進(jìn)一

10、步擴(kuò)大。為此大。為此 , 對三種鋼筋對三種鋼筋 ( 熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋 HRB335 、HRB400和熱軋細(xì)晶粒鋼筋和熱軋細(xì)晶粒鋼筋 HRBF500) 在在-180 - 80 環(huán)境下進(jìn)行了環(huán)境下進(jìn)行了低溫拉伸試驗。旨在通過試驗初步研究超低溫下建筑鋼筋的低溫拉伸試驗。旨在通過試驗初步研究超低溫下建筑鋼筋的力學(xué)性能力學(xué)性能 , 為進(jìn)一步分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的低溫受力性為進(jìn)一步分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的低溫受力性能做準(zhǔn)備。能做準(zhǔn)備。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能一般一般情況下情況下, 發(fā)生地震時有縱波發(fā)生地震時有縱波和橫波和橫波, 縱波的破壞性不大縱波的破壞性不大, 造造成建筑物倒塌的是

11、橫波。地震波是交變的成建筑物倒塌的是橫波。地震波是交變的, 且振幅較大時的頻且振幅較大時的頻率為率為 1 Hz 3Hz, 持續(xù)時間多在一分鐘以內(nèi)。地震波使鋼筋混持續(xù)時間多在一分鐘以內(nèi)。地震波使鋼筋混凝土開裂處的鋼筋承受極大的交變載荷凝土開裂處的鋼筋承受極大的交變載荷, 在水平方向產(chǎn)生很高在水平方向產(chǎn)生很高的循環(huán)應(yīng)變的循環(huán)應(yīng)變, 其斷裂過程與高應(yīng)變低周疲勞行為極為相似。因其斷裂過程與高應(yīng)變低周疲勞行為極為相似。因此用于抗震結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)具有良好的高應(yīng)變低周疲勞性能此用于抗震結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)具有良好的高應(yīng)變低周疲勞性能, 避避免在地震過程中發(fā)生斷裂。免在地震過程中發(fā)生斷裂。 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)鋼在交變地震載荷

12、下的失效模式及其特定根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)鋼在交變地震載荷下的失效模式及其特定的服役條件的服役條件, 一般公認(rèn)的以高應(yīng)變低周疲勞為主的結(jié)構(gòu)材料的一般公認(rèn)的以高應(yīng)變低周疲勞為主的結(jié)構(gòu)材料的相關(guān)抗震性能指標(biāo)有相關(guān)抗震性能指標(biāo)有:一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能(1) 高應(yīng)變低周疲勞高應(yīng)變低周疲勞(2) 強(qiáng)度與塑性的配合強(qiáng)度與塑性的配合;(3) 應(yīng)變時效敏感性應(yīng)變時效敏感性;(4) 低溫脆性低溫脆性;(5) 可焊性?？珊感?。由于鋼筋在地震時主要承受高應(yīng)變低周載荷的沖擊由于鋼筋在地震時主要承受高應(yīng)變低周載荷的沖擊, 因此要求因此要求抗震鋼筋首先應(yīng)具有抗高應(yīng)變低周疲勞的性能抗震鋼筋首先應(yīng)具有抗高應(yīng)變低周疲勞的

13、性能, 而良好的韌性而良好的韌性以及強(qiáng)韌性的配合是抗高應(yīng)變低周疲勞的基礎(chǔ)。應(yīng)變時效敏以及強(qiáng)韌性的配合是抗高應(yīng)變低周疲勞的基礎(chǔ)。應(yīng)變時效敏感性是衡量鋼筋抗震性能的一個重要指標(biāo)感性是衡量鋼筋抗震性能的一個重要指標(biāo), 熱軋鋼筋應(yīng)變后經(jīng)熱軋鋼筋應(yīng)變后經(jīng)過一段時間的放置過一段時間的放置, 因時效作用導(dǎo)致鋼筋性能發(fā)生變化因時效作用導(dǎo)致鋼筋性能發(fā)生變化, 強(qiáng)度強(qiáng)度升高升高, 韌性降低韌性降低, 隨著韌性的降低其對地震能的吸收減少隨著韌性的降低其對地震能的吸收減少, 抗震抗震能力減弱能力減弱, 因此希望鋼筋具有較低的應(yīng)變時效敏感性。因此希望鋼筋具有較低的應(yīng)變時效敏感性。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能PS

14、:高循環(huán)疲勞（高循環(huán)疲勞（ HCF，高周疲勞）。作用于零件、構(gòu)件的應(yīng)力，高周疲勞）。作用于零件、構(gòu)件的應(yīng)力水平較低水平較低 ，破壞循環(huán)次數(shù)一般高于，破壞循環(huán)次數(shù)一般高于104的疲勞的疲勞 ，彈簧、傳，彈簧、傳動軸等的疲勞屬此類。動軸等的疲勞屬此類。低循環(huán)疲勞（低循環(huán)疲勞（LCF，低周疲勞）。作用于零件、構(gòu)件的應(yīng)力，低周疲勞）。作用于零件、構(gòu)件的應(yīng)力水平較高水平較高 ，破壞循環(huán)次數(shù)一般低于，破壞循環(huán)次數(shù)一般低于103104的疲勞，如壓的疲勞，如壓力容器、燃?xì)廨啓C(jī)零件等的疲勞。力容器、燃?xì)廨啓C(jī)零件等的疲勞。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能 由于我國地震區(qū)分布廣、由于我國地震區(qū)分布廣、 南北溫差

15、大南北溫差大, 北方溫度可在零下北方溫度可在零下 40攝氏度以下攝氏度以下,因此北方地震區(qū)應(yīng)使用具有良好抗低溫脆性的鋼因此北方地震區(qū)應(yīng)使用具有良好抗低溫脆性的鋼筋。目前筋。目前, 我國不分溫度差別對鋼筋的影響我國不分溫度差別對鋼筋的影響, 一律使用同樣牌一律使用同樣牌號的鋼筋號的鋼筋, 忽略了鋼筋低溫脆斷的隱患。鋼筋的焊接處是抗震忽略了鋼筋低溫脆斷的隱患。鋼筋的焊接處是抗震的薄弱環(huán)節(jié)的薄弱環(huán)節(jié), 應(yīng)保證鋼筋焊接接頭也具有良好的抗震性能。應(yīng)保證鋼筋焊接接頭也具有良好的抗震性能。 PS:鋼筋冷加工處理后可以提高屈服強(qiáng)度，但是這是以鋼筋冷加工處理后可以提高屈服強(qiáng)度，但是這是以犧牲塑形，增加脆性為代價

16、的，會使其焊接性能變差，對結(jié)犧牲塑形，增加脆性為代價的，會使其焊接性能變差，對結(jié)構(gòu)不安全，所以要焊接后再冷拉。構(gòu)不安全，所以要焊接后再冷拉。一、鋼筋的低溫性能一、鋼筋的低溫性能1.5總結(jié)（影響鋼筋低溫力學(xué)性能的因素）總結(jié)（影響鋼筋低溫力學(xué)性能的因素）1、化學(xué)成分的影響：降低碳、硅，增加錳、釩、鈦，改善韌、化學(xué)成分的影響：降低碳、硅，增加錳、釩、鈦，改善韌性性2、冷拉的影響：冷拉或冷拉經(jīng)時效，增加冷脆傾向。、冷拉的影響：冷拉或冷拉經(jīng)時效，增加冷脆傾向。3、焊接影響：熱影響區(qū)發(fā)生脆斷。、焊接影響：熱影響區(qū)發(fā)生脆斷。4、工藝缺陷的影響：表面缺陷有應(yīng)力集中，增加冷脆傾向。、工藝缺陷的影響：表面缺陷有應(yīng)

17、力集中，增加冷脆傾向。 許多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，除了承受靜載作用外，還經(jīng)常許多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，除了承受靜載作用外，還經(jīng)常承受動載作用。結(jié)構(gòu)材料在重復(fù)荷載作用下，將會發(fā)生低承受動載作用。結(jié)構(gòu)材料在重復(fù)荷載作用下，將會發(fā)生低于靜載強(qiáng)度的脆性破壞，即疲勞破壞。因此對于此類結(jié)構(gòu)于靜載強(qiáng)度的脆性破壞，即疲勞破壞。因此對于此類結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度問題?；炷两Y(jié)構(gòu)的設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度問題?；炷两Y(jié)構(gòu)的疲勞性能與其構(gòu)成材料（混凝土、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋）疲勞性能與其構(gòu)成材料（混凝土、普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋）以及他們之間粘結(jié)性能密切相關(guān)。因此對混凝土結(jié)構(gòu)的疲以及他們之間粘結(jié)性能密切相關(guān)。

18、因此對混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞問題研究，必須首先了解其構(gòu)成材料的疲勞性能。勞問題研究，必須首先了解其構(gòu)成材料的疲勞性能。2.1.1研究背景研究背景 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用了極限強(qiáng)度設(shè)計方法和高強(qiáng)鋼由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用了極限強(qiáng)度設(shè)計方法和高強(qiáng)鋼筋材料，鋼筋混凝土的疲勞日益受到人們的重視。對于承受筋材料，鋼筋混凝土的疲勞日益受到人們的重視。對于承受重復(fù)荷載的吊車梁、橋面板、軌枕、路面和海洋結(jié)構(gòu)，要求重復(fù)荷載的吊車梁、橋面板、軌枕、路面和海洋結(jié)構(gòu)，要求在承載重復(fù)荷載下以及在高應(yīng)力條件下能良好地工作。隨著在承載重復(fù)荷載下以及在高應(yīng)力條件下能良好地工作。隨著結(jié)構(gòu)分析方法

19、越來越精確，要求對混凝土的力學(xué)性能（包括結(jié)構(gòu)分析方法越來越精確，要求對混凝土的力學(xué)性能（包括疲勞性能）的了解也越來越多。這些都使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)疲勞性能）的了解也越來越多。這些都使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞日益成為不可忽視的關(guān)鍵問題。的疲勞日益成為不可忽視的關(guān)鍵問題。2.1.2 研究意義研究意義 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 鋼筋的疲勞斷裂是在外力作用下，由于鋼筋內(nèi)部的缺陷鋼筋的疲勞斷裂是在外力作用下，由于鋼筋內(nèi)部的缺陷造成的，如：夾有雜質(zhì)使本身不均勻或鋼筋外表面的變形突造成的，如：夾有雜質(zhì)使本身不均勻或鋼筋外表面的變形突變或缺陷；又如：刀痕、銹蝕

20、或脫碳層等。變或缺陷；又如：刀痕、銹蝕或脫碳層等。2.2.1疲勞斷裂的定義疲勞斷裂的定義2.2.2 2.2.2 疲勞斷裂的過程疲勞斷裂的過程 （1 1）疲勞裂紋形成。鋼鐵在冶煉、軋制和加工過程中可能）疲勞裂紋形成。鋼鐵在冶煉、軋制和加工過程中可能在內(nèi)部和表面出現(xiàn)一些缺陷，如雜質(zhì)、縫隙、刻痕和銹蝕斑在內(nèi)部和表面出現(xiàn)一些缺陷，如雜質(zhì)、縫隙、刻痕和銹蝕斑等。荷載作用下，這些缺陷附近和表面橫肋的凹角處產(chǎn)生應(yīng)等。荷載作用下，這些缺陷附近和表面橫肋的凹角處產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力過高，使鋼筋晶?；?，就形成了初始裂紋。力集中。當(dāng)應(yīng)力過高，使鋼筋晶?；?，就形成了初始裂紋。2.2鋼筋疲勞斷裂的作用機(jī)理鋼筋疲勞斷

21、裂的作用機(jī)理 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂（2 2）疲勞裂紋擴(kuò)展。應(yīng)力重復(fù)次數(shù)的增加，裂紋逐漸擴(kuò)展，）疲勞裂紋擴(kuò)展。應(yīng)力重復(fù)次數(shù)的增加，裂紋逐漸擴(kuò)展，損傷積累，減小了有效截面面積，鋼筋截面上的裂紋面因為損傷積累，減小了有效截面面積，鋼筋截面上的裂紋面因為重復(fù)加卸載產(chǎn)生的變形增大和恢復(fù)，使之摩擦光滑而色暗。重復(fù)加卸載產(chǎn)生的變形增大和恢復(fù)，使之摩擦光滑而色暗。（3 3）當(dāng)鋼筋的剩余有效面積不再能承受既定的荷載（拉力）當(dāng)鋼筋的剩余有效面積不再能承受既定的荷載（拉力）時，試件突然脆性斷裂。斷裂面上部分面積色澤新亮，呈粗時，試件突然脆性斷裂。斷裂面上部分面積色澤新亮，呈粗糙的晶粒狀。糙的晶粒狀

22、。 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 1 1、直接進(jìn)行單根原狀鋼筋軸拉試驗；、直接進(jìn)行單根原狀鋼筋軸拉試驗； 2 2、將鋼筋埋入混凝土中使其重復(fù)受拉或受彎的試驗。、將鋼筋埋入混凝土中使其重復(fù)受拉或受彎的試驗。我國采用直接做單根鋼筋軸拉試驗的方法?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)我國采用直接做單根鋼筋軸拉試驗的方法?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定了不同等級鋼筋的疲勞應(yīng)力幅度限值，并規(guī)定計規(guī)范規(guī)定了不同等級鋼筋的疲勞應(yīng)力幅度限值，并規(guī)定該值與截面同一纖維上鋼筋最小應(yīng)力與最大應(yīng)力比值有關(guān)。該值與截面同一纖維上鋼筋最小應(yīng)力與最大應(yīng)力比值有關(guān)。2.2.3 鋼筋的疲勞試驗方法鋼筋的疲勞試驗方法 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲

23、勞斷裂2.2.4 鋼筋疲勞斷裂的影響因素鋼筋疲勞斷裂的影響因素 1 1）應(yīng)力幅值）應(yīng)力幅值( (反比）：應(yīng)力幅值為一次循環(huán)應(yīng)力中最大應(yīng)反比）：應(yīng)力幅值為一次循環(huán)應(yīng)力中最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差。鋼筋壓應(yīng)力的循環(huán)一般不會發(fā)生疲勞破力與最小應(yīng)力之差。鋼筋壓應(yīng)力的循環(huán)一般不會發(fā)生疲勞破壞，而在拉應(yīng)力循環(huán)或拉壓應(yīng)力循環(huán)才會發(fā)生疲勞破壞；其壞，而在拉應(yīng)力循環(huán)或拉壓應(yīng)力循環(huán)才會發(fā)生疲勞破壞；其他影響因素均不變，在有限疲勞壽命區(qū)域應(yīng)力值幅度與循環(huán)他影響因素均不變，在有限疲勞壽命區(qū)域應(yīng)力值幅度與循環(huán)次數(shù)成斜線關(guān)系，在長壽命區(qū)域應(yīng)力值幅度的影響很小，形次數(shù)成斜線關(guān)系，在長壽命區(qū)域應(yīng)力值幅度的影響很小，形成成logN

24、logN的平等線。的平等線。 2 2）最小應(yīng)力值大?。涸黾恿俗钚?yīng)力值，在有限疲勞壽）最小應(yīng)力值大?。涸黾恿俗钚?yīng)力值，在有限疲勞壽命區(qū)域和長壽命區(qū)都降低了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。但當(dāng)最小應(yīng)力命區(qū)域和長壽命區(qū)都降低了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。但當(dāng)最小應(yīng)力值為壓應(yīng)力時，可增加疲勞強(qiáng)度。值為壓應(yīng)力時，可增加疲勞強(qiáng)度。 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂3 3）鋼筋外表面幾何尺寸：變形鋼筋能增強(qiáng)鋼筋與混凝土之間）鋼筋外表面幾何尺寸：變形鋼筋能增強(qiáng)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，但在循環(huán)荷載作用下，在鼓出的肋與鋼筋表面交接的粘結(jié)力，但在循環(huán)荷載作用下，在鼓出的肋與鋼筋表面交接處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，這是產(chǎn)生鋼筋疲勞裂縫的一個

25、很重要原處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，這是產(chǎn)生鋼筋疲勞裂縫的一個很重要原因。因。4 4）鋼筋直徑：隨著鋼筋直徑的增大，降低了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。）鋼筋直徑：隨著鋼筋直徑的增大，降低了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。5 5）鋼筋強(qiáng)度：在有限疲勞壽命區(qū)，隨著鋼筋強(qiáng)度等級的增加，）鋼筋強(qiáng)度：在有限疲勞壽命區(qū)，隨著鋼筋強(qiáng)度等級的增加，增加了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。增加了鋼筋的疲勞強(qiáng)度。 二、鋼筋的疲勞斷裂二、鋼筋的疲勞斷裂 鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞S-NS-N曲線方程式在雙對數(shù)坐標(biāo)中的表達(dá)式如下：曲線方程式在雙對數(shù)坐標(biāo)中的表達(dá)式如下： logN = A + mlog logN = A + mlogC C式中：式中：N-N-疲勞失效時的循環(huán)次數(shù)

26、；疲勞失效時的循環(huán)次數(shù)；- -外加應(yīng)力幅（外加應(yīng)力幅（MpaMpa）；）；A- S-NA- S-N曲線的截距；曲線的截距；m-m-曲線的斜率；曲線的斜率；C-C-循環(huán)次數(shù)的統(tǒng)計偏差；循環(huán)次數(shù)的統(tǒng)計偏差；C=KmC=KmN N1-r1-r2 2；m mN N- -循環(huán)次數(shù)的對數(shù)均方差；循環(huán)次數(shù)的對數(shù)均方差；r-r-相關(guān)系數(shù)，應(yīng)相關(guān)系數(shù)，應(yīng)為負(fù)數(shù)；為負(fù)數(shù)；K-K-均值線下標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)目。均值線下標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)目。 鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞S-NS-N曲線示意圖曲線示意圖 鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞S-N曲線曲線 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 鐵科院鐵建所做了鐵科院鐵建所做了1818根直徑為根直徑為20mm2

27、0mm、屈服強(qiáng)度為、屈服強(qiáng)度為257Mpa257Mpa的的Q235Q235光圓鋼筋的疲勞試驗；長沙鐵道學(xué)院從東北拆卸下來的光圓鋼筋的疲勞試驗；長沙鐵道學(xué)院從東北拆卸下來的混凝土梁上鑿取出直徑為混凝土梁上鑿取出直徑為20mm20mm的銹蝕程度各不相同的光圓鋼的銹蝕程度各不相同的光圓鋼筋，結(jié)果如下表所示：筋，結(jié)果如下表所示：2.3.1 光圓鋼筋的疲勞光圓鋼筋的疲勞S-N曲線曲線 光圓鋼筋的疲勞光圓鋼筋的疲勞S-NS-N曲線曲線 二、鋼筋的疲勞斷裂二、鋼筋的疲勞斷裂 光圓鋼筋疲勞光圓鋼筋疲勞S-NS-N曲線比較曲線比較 從上表可以看出，的試驗結(jié)果值最大，次之，最小。從上表可以看出，的試驗結(jié)果值最大，

28、次之，最小。如果將如果將10107 7次時的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，光圓鋼筋次時的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，光圓鋼筋在混凝土中的疲勞強(qiáng)度比在空氣中減小約在混凝土中的疲勞強(qiáng)度比在空氣中減小約14.5%14.5%。銹蝕對鋼。銹蝕對鋼筋的疲勞強(qiáng)度的影響則更大，銹蝕鋼筋在筋的疲勞強(qiáng)度的影響則更大，銹蝕鋼筋在10107 7次時的疲勞強(qiáng)次時的疲勞強(qiáng)度比沒有銹蝕的減少約度比沒有銹蝕的減少約39.7%39.7%。 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 變形鋼筋在空氣中的軸力疲勞試驗，斷裂常發(fā)生于鋼筋變形鋼筋在空氣中的軸力疲勞試驗，斷裂常發(fā)生于鋼筋的最大缺陷處，而在混凝土中的彎曲疲勞試驗，斷裂則常發(fā)的最

29、大缺陷處，而在混凝土中的彎曲疲勞試驗，斷裂則常發(fā)生在混凝土區(qū)鋼筋橫肋與其相交的根部。通過實驗結(jié)果比較生在混凝土區(qū)鋼筋橫肋與其相交的根部。通過實驗結(jié)果比較可知變形鋼筋在空氣中和埋在混凝土中的疲勞強(qiáng)度是一樣的?？芍冃武摻钤诳諝庵泻吐裨诨炷林械钠趶?qiáng)度是一樣的。 變形鋼筋疲勞裂紋起始于鋼筋表面變形的根部，而如果變形鋼筋疲勞裂紋起始于鋼筋表面變形的根部，而如果鋼筋表面腐蝕或銹蝕坑處的應(yīng)力集中大于凸肋根部的應(yīng)力集鋼筋表面腐蝕或銹蝕坑處的應(yīng)力集中大于凸肋根部的應(yīng)力集中，那么疲勞裂紋就起始于該腐蝕或銹蝕坑處，因此可知，中，那么疲勞裂紋就起始于該腐蝕或銹蝕坑處，因此可知，腐蝕或銹蝕對鋼筋的疲勞強(qiáng)度有影響。

30、腐蝕或銹蝕對鋼筋的疲勞強(qiáng)度有影響。2.3.2變形鋼筋的疲勞變形鋼筋的疲勞S-N曲線曲線 二、二、 鋼筋的疲勞斷裂鋼筋的疲勞斷裂 防護(hù)疲勞斷裂設(shè)計應(yīng)注意以下幾點：防護(hù)疲勞斷裂設(shè)計應(yīng)注意以下幾點： 1 1、正確選用鋼材，使之具有足夠的韌性；、正確選用鋼材，使之具有足夠的韌性； 2 2、盡量減少初始裂紋的尺寸；、盡量減少初始裂紋的尺寸； 3 3、緩和應(yīng)力集中，減小應(yīng)力值。、緩和應(yīng)力集中，減小應(yīng)力值。2.4 鋼筋疲勞斷裂防護(hù)措施鋼筋疲勞斷裂防護(hù)措施 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.1 鋼筋的應(yīng)力腐蝕性能分析：鋼筋的應(yīng)力腐蝕性能分析：預(yù)應(yīng)力鋼筋隨著鋼筋強(qiáng)度的提高，塑性、韌性有所下降，預(yù)應(yīng)力鋼筋

31、隨著鋼筋強(qiáng)度的提高，塑性、韌性有所下降，在腐蝕介質(zhì)的作用下，對腐蝕的敏感性會大大加強(qiáng)。在腐蝕介質(zhì)的作用下，對腐蝕的敏感性會大大加強(qiáng)。3.1.1應(yīng)力腐蝕的原因：應(yīng)力腐蝕的原因：(1)鋼筋在潮濕的空氣中或在有侵蝕的介質(zhì)中，由于電化鋼筋在潮濕的空氣中或在有侵蝕的介質(zhì)中，由于電化學(xué)引起鋼材腐蝕，使鋼筋表面形成大小不等彌散分布的學(xué)引起鋼材腐蝕，使鋼筋表面形成大小不等彌散分布的腐蝕坑。腐蝕坑。(2) 氫脆斷。氫脆斷。應(yīng)力腐蝕可以看成是電化學(xué)腐蝕和力學(xué)的復(fù)合作用下導(dǎo)應(yīng)力腐蝕可以看成是電化學(xué)腐蝕和力學(xué)的復(fù)合作用下導(dǎo)致斷裂的過程。致斷裂的過程。2021-10-19 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.1.

32、2應(yīng)力腐蝕發(fā)生的條件：應(yīng)力腐蝕發(fā)生的條件：(1)要有一定的腐蝕介質(zhì)要有一定的腐蝕介質(zhì)(2)要有一定的荷載要有一定的荷載(3)在一定的材質(zhì)條件下在一定的材質(zhì)條件下首先是拉應(yīng)力造成的應(yīng)變破壞了材料表面的純化膜，新首先是拉應(yīng)力造成的應(yīng)變破壞了材料表面的純化膜，新鮮表面與介質(zhì)接觸發(fā)生電化學(xué)腐蝕，形成腐蝕坑，產(chǎn)生鮮表面與介質(zhì)接觸發(fā)生電化學(xué)腐蝕，形成腐蝕坑，產(chǎn)生了裂紋源。在源處出現(xiàn)三向拉應(yīng)力集中地區(qū)，介質(zhì)中電了裂紋源。在源處出現(xiàn)三向拉應(yīng)力集中地區(qū)，介質(zhì)中電化學(xué)反應(yīng)形成的有害元素（如氫）可吸附在材料表面，化學(xué)反應(yīng)形成的有害元素（如氫）可吸附在材料表面，擴(kuò)散到三向應(yīng)力區(qū)，造成裂紋尖端部位材料性能的脆化，擴(kuò)散到

33、三向應(yīng)力區(qū)，造成裂紋尖端部位材料性能的脆化，形成裂紋擴(kuò)展，最后導(dǎo)致斷裂。形成裂紋擴(kuò)展，最后導(dǎo)致斷裂。2021-10-19 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.1.3預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕的特殊性：預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕的特殊性：與普通鋼筋相比，預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕具有明顯的特殊性：與普通鋼筋相比，預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕具有明顯的特殊性：在正常工作狀態(tài)下，普通鋼筋處于低應(yīng)力狀態(tài)，其對腐在正常工作狀態(tài)下，普通鋼筋處于低應(yīng)力狀態(tài)，其對腐蝕的影響很??；而預(yù)應(yīng)力鋼筋則處于高應(yīng)力狀態(tài)，高應(yīng)蝕的影響很??；而預(yù)應(yīng)力鋼筋則處于高應(yīng)力狀態(tài)，高應(yīng)力狀態(tài)往往又能提高鋼筋的腐蝕活性，提高腐蝕速率，力狀態(tài)往往又能提高鋼筋的腐蝕活性，提高腐蝕

34、速率，并可能與腐蝕耦合形成并可能與腐蝕耦合形成“應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕”或或“腐蝕疲勞腐蝕疲勞”這這樣的脆性腐蝕破壞問題。樣的脆性腐蝕破壞問題。 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.2 斷裂力學(xué)對應(yīng)力腐蝕的分析：斷裂力學(xué)對應(yīng)力腐蝕的分析：斷裂力學(xué)是采用應(yīng)力和介質(zhì)共同作用下發(fā)生斷裂的延遲時間，斷裂力學(xué)是采用應(yīng)力和介質(zhì)共同作用下發(fā)生斷裂的延遲時間，來判斷材料應(yīng)力腐蝕敏感性影響的一門學(xué)科。用表面近于無缺來判斷材料應(yīng)力腐蝕敏感性影響的一門學(xué)科。用表面近于無缺陷的光滑試樣，來測定應(yīng)力腐蝕斷裂時間。陷的光滑試樣，來測定應(yīng)力腐蝕斷裂時間。試驗表明，裂紋擴(kuò)展速率主要取決于裂紋頂端的應(yīng)力強(qiáng)度因子試驗表明，裂紋擴(kuò)

35、展速率主要取決于裂紋頂端的應(yīng)力強(qiáng)度因子K，在應(yīng)力腐蝕試驗中，在應(yīng)力腐蝕試驗中,裂紋擴(kuò)展特性同樣也存在一限制，即達(dá)裂紋擴(kuò)展特性同樣也存在一限制，即達(dá)到應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子到應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K（即臨界的裂紋擴(kuò)展力）時，（即臨界的裂紋擴(kuò)展力）時，裂紋即停止擴(kuò)展。裂紋即停止擴(kuò)展。 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.3 鋼筋應(yīng)力取值對應(yīng)力腐蝕性能的影響：鋼筋應(yīng)力取值對應(yīng)力腐蝕性能的影響：鋼筋強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力值對應(yīng)力腐蝕性能有一定的影響。如圖所示：鋼筋強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力值對應(yīng)力腐蝕性能有一定的影響。如圖所示： 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕從圖中表明應(yīng)力腐蝕的敏感性隨鋼筋強(qiáng)度和應(yīng)力張拉值

36、的提高從圖中表明應(yīng)力腐蝕的敏感性隨鋼筋強(qiáng)度和應(yīng)力張拉值的提高而增加。所以即使強(qiáng)度高的鋼筋，使用應(yīng)力亦不能控制得太高。而增加。所以即使強(qiáng)度高的鋼筋，使用應(yīng)力亦不能控制得太高。相反，抗拉強(qiáng)度適當(dāng)降低，對抗應(yīng)力腐蝕性能有顯著改善。相反，抗拉強(qiáng)度適當(dāng)降低，對抗應(yīng)力腐蝕性能有顯著改善。 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.4預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕問題：預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕問題：3.4.1預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕問題的研究現(xiàn)狀：預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕問題的研究現(xiàn)狀：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，但預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕問題預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，但預(yù)應(yīng)力鋼筋的腐蝕問題也日益嚴(yán)重，從而影響重大土木工程結(jié)構(gòu)的安全使用。也日益嚴(yán)

37、重，從而影響重大土木工程結(jié)構(gòu)的安全使用。腐蝕會對鋼筋的性能產(chǎn)生影響，主要是以下腐蝕會對鋼筋的性能產(chǎn)生影響，主要是以下3個：個：腐蝕造成鋼筋平均截面積的減??；腐蝕造成鋼筋平均截面積的減??；不均勻腐蝕形成的腐蝕坑處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中；不均勻腐蝕形成的腐蝕坑處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中；由于鋼筋內(nèi)應(yīng)力的存在，腐蝕將會改變其內(nèi)部的晶格結(jié)構(gòu)，由于鋼筋內(nèi)應(yīng)力的存在，腐蝕將會改變其內(nèi)部的晶格結(jié)構(gòu)，從而使鋼筋性能發(fā)生變化從而使鋼筋性能發(fā)生變化一般腐蝕過程可能是這一般腐蝕過程可能是這3個因素中的某一個或某兩個因素起作用，個因素中的某一個或某兩個因素起作用，也可能是這也可能是這3個因素共同作用的結(jié)果。個因素共同作用的結(jié)果。

38、三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕3.4.2預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕問題的防護(hù)措施預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕問題的防護(hù)措施：(1)防止鋼筋腐蝕的措施是不可忽視的，尤其是張拉與灌漿之間防止鋼筋腐蝕的措施是不可忽視的，尤其是張拉與灌漿之間的時間相隔很長，并受到惡劣氣候的影響的時候。因此，規(guī)范的時間相隔很長，并受到惡劣氣候的影響的時候。因此，規(guī)范要求采用耐應(yīng)力腐蝕性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋。當(dāng)鋼筋周圍侵蝕性要求采用耐應(yīng)力腐蝕性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋。當(dāng)鋼筋周圍侵蝕性很嚴(yán)重時，一般可采取加覆蓋層很嚴(yán)重時，一般可采取加覆蓋層(有機(jī)物或金屬有機(jī)物或金屬)，或者采用陰，或者采用陰極保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。電鍍層極保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。電鍍層(鍍鋅鍍

39、鋅)就具有這兩種類型的保護(hù)就具有這兩種類型的保護(hù)作用。作用。(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋在使用期間產(chǎn)生破壞的主要原因是設(shè)計誤差。預(yù)應(yīng)力鋼筋在使用期間產(chǎn)生破壞的主要原因是設(shè)計誤差。(3)如果施加預(yù)應(yīng)力的混凝土有足夠的強(qiáng)度，則其質(zhì)量本身就足如果施加預(yù)應(yīng)力的混凝土有足夠的強(qiáng)度，則其質(zhì)量本身就足以保護(hù)鋼筋。強(qiáng)度不夠的混凝土必定是不均勻或者有孔隙的混以保護(hù)鋼筋。強(qiáng)度不夠的混凝土必定是不均勻或者有孔隙的混凝土，不利于鋼筋保護(hù)。凝土，不利于鋼筋保護(hù)。 三、三、 鋼筋的應(yīng)力腐蝕鋼筋的應(yīng)力腐蝕此外，在施加預(yù)應(yīng)力時，往往會出現(xiàn)一些施工差錯，這對鋼此外，在施加預(yù)應(yīng)力時，往往會出現(xiàn)一些施工差錯，這對鋼筋的保護(hù)是有害的，尤其是鋼筋

40、端部完全或者部分沒有灌注混筋的保護(hù)是有害的，尤其是鋼筋端部完全或者部分沒有灌注混凝上，或者存在封閉缺隙等。凝上，或者存在封閉缺隙等。因此，無論是在設(shè)計、施工還是在完工后的使用中，都必須對因此，無論是在設(shè)計、施工還是在完工后的使用中，都必須對上述措施加以重視，并采取相應(yīng)的對策。上述措施加以重視，并采取相應(yīng)的對策。 四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛4.1徐變和松弛的定義徐變和松弛的定義鋼筋徐變：鋼筋徐變： 在高應(yīng)力作用下，鋼筋受力后，隨時間增長應(yīng)變繼續(xù)增在高應(yīng)力作用下，鋼筋受力后，隨時間增長應(yīng)變繼續(xù)增加。加。鋼筋松弛：鋼筋松弛： 鋼筋受力后，長度保持固定不變，鋼筋中應(yīng)力隨時間增鋼筋受力后

41、，長度保持固定不變，鋼筋中應(yīng)力隨時間增長而降低的現(xiàn)象稱之為松弛。長而降低的現(xiàn)象稱之為松弛。 在金屬的徐變和松弛的情況下，存在著明顯的塑性變形過在金屬的徐變和松弛的情況下，存在著明顯的塑性變形過程的現(xiàn)象的局限性。這是由于金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不夠完善。就程的現(xiàn)象的局限性。這是由于金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不夠完善。就是說金屬內(nèi)部存在斷縫結(jié)構(gòu)，它的移動的運動引起著塑性變是說金屬內(nèi)部存在斷縫結(jié)構(gòu)，它的移動的運動引起著塑性變形。應(yīng)力松弛現(xiàn)象基本是由于剪切斷縫和擴(kuò)散斷縫的過程的形。應(yīng)力松弛現(xiàn)象基本是由于剪切斷縫和擴(kuò)散斷縫的過程的結(jié)果。結(jié)果。2021-10-19四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛 圖中曲線圖中曲線 （

42、）瞬時鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線，曲線（）瞬時鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線，曲線（）為鋼筋假定經(jīng)過無限長的時間后的應(yīng)力應(yīng)變曲線，（為鋼筋假定經(jīng)過無限長的時間后的應(yīng)力應(yīng)變曲線，（t）為經(jīng)過任意為經(jīng)過任意( t)時間后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。時間后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。 即為即為鋼筋最終的徐變值。鋼筋最終的徐變值。 為鋼筋初始應(yīng)力為為鋼筋初始應(yīng)力為T的最終的最終松弛值，松弛值， 徐變和松弛的關(guān)系近似按式徐變和松弛的關(guān)系近似按式 ，4.2徐變與松弛的關(guān)系徐變與松弛的關(guān)系2021-10-19四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛4.2徐變與松弛的關(guān)系徐變與松弛的關(guān)系 四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛 4.3影響鋼筋松弛的因

43、素影響鋼筋松弛的因素由于鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后的長度基本保持不由于鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后的長度基本保持不變，鋼筋中的應(yīng)力處于松弛狀態(tài)，影響鋼筋松弛的變，鋼筋中的應(yīng)力處于松弛狀態(tài)，影響鋼筋松弛的 主要因素：主要因素： 1、鋼筋的松弛隨時間而增長，松弛率逐漸下降；、鋼筋的松弛隨時間而增長，松弛率逐漸下降； 2、鋼筋松弛且與初始應(yīng)力大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力值低時、鋼筋松弛且與初始應(yīng)力大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力值低時 應(yīng)力損應(yīng)力損失值越小，相反就越大；失值越小，相反就越大； 3、松弛值與鋼筋的種類有關(guān)，一般的冷拉熱軋鋼筋松弛損失較冷、松弛值與鋼筋的種類有關(guān)，一般的冷拉熱軋

44、鋼筋松弛損失較冷拔低碳鋼絲，碳素鋼絲和鋼絞線的低，鋼絞線的應(yīng)力松弛較用同樣材拔低碳鋼絲，碳素鋼絲和鋼絞線的低，鋼絞線的應(yīng)力松弛較用同樣材料鋼絲的松弛都大；料鋼絲的松弛都大； 4、鋼筋松弛隨著溫度的增加而增加；、鋼筋松弛隨著溫度的增加而增加； 5、鋼筋松弛和鋼材種類、張拉方法（一次張拉以及超荷張拉）、鋼筋松弛和鋼材種類、張拉方法（一次張拉以及超荷張拉）、控制應(yīng)力值、時效與不時效有關(guān)?？刂茟?yīng)力值、時效與不時效有關(guān)。 四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛4.4應(yīng)力控制、張拉方法以及時效性對松弛的影響應(yīng)力控制、張拉方法以及時效性對松弛的影響 四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛 四、四、

45、鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛 四、四、 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛 由上述可見：由上述可見： 1、不同控制應(yīng)力值對應(yīng)力松弛損失是有影響的，控制應(yīng)力高則應(yīng)力、不同控制應(yīng)力值對應(yīng)力松弛損失是有影響的，控制應(yīng)力高則應(yīng)力松弛損失大。松弛損失大。 2、超荷張拉，一般可減少應(yīng)力松弛損失。、超荷張拉，一般可減少應(yīng)力松弛損失。 3、鋼筋直徑對應(yīng)力松弛損失的影響不明顯。、鋼筋直徑對應(yīng)力松弛損失的影響不明顯。 4、冷拉鋼筋采取同一張拉方法，經(jīng)時效與不時效的應(yīng)力松弛損失相、冷拉鋼筋采取同一張拉方法，經(jīng)時效與不時效的應(yīng)力松弛損失相差不明顯。差不明顯。 5、鋼筋的松弛在開始階段發(fā)展很快。一次張拉試驗第一小時完成、鋼筋的松弛在開始階段發(fā)展很快。一次張拉試驗第一小時完成50左右，左右，24小時內(nèi)完成小時內(nèi)完成80.96%左右，超荷張拉試驗第一小時完成左右，超荷張拉試驗第一小時完成40左右，左右，24小時內(nèi)完成小時內(nèi)完成6