yA第2章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力性能

1、第第2 2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料混凝土結(jié)構(gòu)材料 的物理力學(xué)性能的物理力學(xué)性能河南大學(xué)土木建筑學(xué)院河南大學(xué)土木建筑學(xué)院土木工程系土木工程系盛桂琳盛桂琳混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋與混凝土的粘結(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)鋼筋的錨固和連接鋼筋的錨固和連接鋼筋的級(jí)別、強(qiáng)度和變形性能鋼筋的級(jí)別、強(qiáng)度和變形性能混凝土的強(qiáng)度和變形性能混凝土的強(qiáng)度和變形性能粘結(jié)破壞機(jī)理粘結(jié)破壞機(jī)理立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度 fcu,k 用邊長為用邊長為150mm的的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊在立方體試塊在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)28d后，以后，以標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的破壞時(shí)的試驗(yàn)方法測(cè)

2、得的破壞時(shí)的平均平均壓應(yīng)力為混凝土的壓應(yīng)力為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度。 影響因素影響因素： 按上述規(guī)定所測(cè)得的具有按上述規(guī)定所測(cè)得的具有95%保證率保證率的抗壓強(qiáng)度稱為混凝土的的抗壓強(qiáng)度稱為混凝土的立方體立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 。 cu,kf 尺寸效應(yīng)：尺寸越大，內(nèi)部缺陷較多，尺寸效應(yīng)：尺寸越大，內(nèi)部缺陷較多， 強(qiáng)度較低。強(qiáng)度較低。 加載速度：加載速度越快，強(qiáng)度越高。（標(biāo)準(zhǔn)加載速度加載速度：加載速度越快，強(qiáng)度越高。（標(biāo)準(zhǔn)加載速度 0.150.3n/mm2/s） 端部約束：涂潤滑油端部約束：涂潤滑油 ，強(qiáng)度降低。（，強(qiáng)度降低。（兩端不涂潤滑劑）2.1 混凝土的物理力學(xué)性能

3、1.1.單軸向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度單軸向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度 混凝土混凝土強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí) 按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，按按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，按 的大小劃分為的大小劃分為14級(jí)。級(jí)。c15、 c20、 c25、 c30 c80。 cu,kf 混凝土混凝土強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)的選用的選用 采用采用hrb335、 hrb400、 rrb400級(jí)鋼筋時(shí)，級(jí)鋼筋時(shí)， 不得不得低于低于c20； 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)， 不應(yīng)不應(yīng)低于低于c30； 采用高強(qiáng)鋼絲作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，采用高強(qiáng)鋼絲作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜不宜低于低于c40。 承受重復(fù)荷載構(gòu)件的混凝土，承受重復(fù)荷載構(gòu)件的混凝土， 不得

4、不得低于低于c20；立方體抗壓強(qiáng)度表示混凝土concrete立方體抗壓強(qiáng)度fcu,k承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑強(qiáng)度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑壓力壓力試件試件裂縫裂縫發(fā)展發(fā)展擴(kuò)張擴(kuò)張整個(gè)體整個(gè)體系解體，喪失承載力系解體，喪失承載力另影響強(qiáng)度的因素另影響強(qiáng)度的因素還有：齡期、加載速還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等率、試塊尺寸等2.1 軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度fck （棱柱體抗壓強(qiáng)度）（棱柱體抗壓強(qiáng)度） 棱柱體棱柱體高度高度的取值：的取值： 擺脫端部摩擦力的影響；擺脫端部摩擦力的影響； 試件不致失穩(wěn)。試件不致失穩(wěn)。 試驗(yàn)?zāi)康模翰捎美庵w試件，反映混凝土的實(shí)際工作狀態(tài)。試驗(yàn)?zāi)康模翰捎美庵w

5、試件，反映混凝土的實(shí)際工作狀態(tài)。 試件尺寸：我國取試件尺寸：我國取 mm為標(biāo)準(zhǔn)試件。為標(biāo)準(zhǔn)試件。150 150 300承壓板試塊考慮到承壓板對(duì)試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度大考慮到承壓板對(duì)試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度大于棱柱體抗壓強(qiáng)度；并考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別于棱柱體抗壓強(qiáng)度；并考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別且有：取且有：取kcuccckff,2188. 0考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異而取用的折減系數(shù)間的差異而取用的折減系數(shù)直接受拉試驗(yàn)ftk100100150150500試驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)結(jié)果：0.88的意義與的意義與 的取值同前的取值同前245. 055. 0,)645

6、. 11 (395. 088. 0ckcutkff2c2.1 軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度 ftk 劈裂試驗(yàn)ftsddftsffff我國根據(jù)我國根據(jù)100mm立方體的立方體的劈裂與抗壓試驗(yàn)結(jié)果有：劈裂與抗壓試驗(yàn)結(jié)果有：fts=0.19fcu 3/4dlfft202.2.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度2.1 雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) 雙向受拉，接近單軸抗拉雙向受拉，接近單軸抗拉強(qiáng)度；強(qiáng)度； 雙向受壓，混凝土的側(cè)向雙向受壓，混凝土的側(cè)向變形受到約束，強(qiáng)度變形受到約束，強(qiáng)度提高提高 ； 一拉一壓，一拉一壓，加速了混凝土加速了混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展內(nèi)部微裂縫的發(fā)展 ，抗拉、，抗拉、抗

7、壓強(qiáng)度均抗壓強(qiáng)度均降低降低。 剪壓或剪拉復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)剪壓或剪拉復(fù)合應(yīng)力狀態(tài) 混凝土的剪壓復(fù)合強(qiáng)度混凝土的剪壓復(fù)合強(qiáng)度 2.1混凝土的抗剪強(qiáng)度：隨拉應(yīng)力增大而減小混凝土的抗剪強(qiáng)度：隨拉應(yīng)力增大而減小 隨壓應(yīng)力增大而增大隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)力的增大而減小力的增大而減小。1=fcc1=fcc2= 3= flfl-側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）圓柱體試驗(yàn)lcccfff）（0 . 75 . 4有側(cè)向約束時(shí)的抗壓強(qiáng)度無側(cè)向約束

8、時(shí)圓柱體的單軸抗壓強(qiáng)度2.1 三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗(yàn)一般鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗(yàn)一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。 混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征的重要力學(xué)特征,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必要依據(jù)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。算

9、理論的必要依據(jù)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。 混凝土單軸受壓應(yīng)力混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測(cè)定。測(cè)定。 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度度fc時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的應(yīng)變曲線的上升段上升段。 采用采用等應(yīng)變速度等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試

10、件一同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線的線的下降段下降段。2.13. 3. 混凝土的變形混凝土的變形 一次短期加載下混凝土的變形性能一次短期加載下混凝土的變形性能2.1 混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系作用是：峰值應(yīng)力后，吸收試驗(yàn)機(jī)的變形能，測(cè)出下降段2.102468102030(mpa)e 10abcde不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，砂大。但高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密漿與

11、骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，微裂縫很少，最實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，后的破壞往往是骨料破壞，破壞時(shí)脆性越顯著，下降破壞時(shí)脆性越顯著，下降段越陡。段越陡。2.1 混凝土單軸受壓時(shí)的應(yīng)力混凝土單軸受壓時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型eu=0.0038e0=0.002ocfcec0.15fc2011eecccf0015. 01eeeeucccfeu=0.0035e0=0.002ocfcec2011eecccf美國hognestad模型德國rsch模型2.1規(guī)范規(guī)范應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系上升段：)1 (1 0ncccfee0ee下降段：ccfueee055010)5

12、0(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012cuucucufffnee規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)fcuc50c60c70c80n21.831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070c80c60c40c20e2.1 三向受壓狀態(tài)下混凝土的受力特點(diǎn)三向受壓狀態(tài)下混凝土的受力特點(diǎn) 試件縱向受壓時(shí)，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心試件縱向受壓時(shí)，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心混凝土處于混凝土處于三向受壓三向受壓狀態(tài)，內(nèi)部狀態(tài)，內(nèi)部

13、微裂縫微裂縫的發(fā)展受到抑制，從的發(fā)展受到抑制，從而提高了試件的縱向強(qiáng)度和而提高了試件的縱向強(qiáng)度和延性延性，特別是延性大為提高。，特別是延性大為提高。 混凝土圓柱體三向受壓時(shí)軸向應(yīng)力混凝土圓柱體三向受壓時(shí)軸向應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 三向受壓狀態(tài)下混凝土的受力特點(diǎn)三向受壓狀態(tài)下混凝土的受力特點(diǎn) 螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應(yīng)力螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 混凝土的變形模量混凝土的變形模量彈性模量彈性模量0tgec變形模量變形模量1tgec切線模量切線模量tgec 混凝土變形模量的表示方法混凝土變形模量的表示方法 混凝土的彈性模量的試驗(yàn)方法（150150 300標(biāo)準(zhǔn)試件）c/fcec0

14、.5510次此線和原點(diǎn)切線基本平行，取其斜率作為ec)/(74.342 . 21025mmnfecuc 混凝土的變形模量混凝土的變形模量 混凝土的變形模量混凝土的變形模量52ccu,k10(n/mm )34.72.2ef混凝土混凝土彈性模量彈性模量與與立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比，在壓力較小時(shí)為混凝土的泊松比，在壓力較小時(shí)為0.150.18，接近破壞時(shí)可達(dá)，接近破壞時(shí)可達(dá)0.5以上，以上，一般可取一般可取0.2混凝土的剪切模量為混凝土的剪切模量為)1 (2ccceg 混凝土的變形模量混凝土的變形模量軸向受拉時(shí)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系te

15、to et0 etu ftt(mpa)0 (mm)ecr =0.00012試件：7619305mmfc = 44mpa43210.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06標(biāo)距83mm理論模型荷載長期作用下混凝土的變形性能荷載長期作用下混凝土的變形性能-徐變徐變?cè)蛑?，膠凝體原因之一，膠凝體的粘性流動(dòng)的粘性流動(dòng)原因之二，混凝土原因之二，混凝土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展展定義定義：在荷載：在荷載長期長期作用下，混凝土的作用下，混凝土的變形變形隨時(shí)間而隨時(shí)間而徐徐增長徐徐增長 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。徐變的特點(diǎn)徐變的特點(diǎn)：開始增長較快，以后逐漸減慢，最后趨于穩(wěn)定。：開始增長較快，

16、以后逐漸減慢，最后趨于穩(wěn)定。 荷載長期作用下混凝土的變形性能荷載長期作用下混凝土的變形性能-影響徐變的因素應(yīng)力的大?。粦?yīng)力的大?。粦?yīng)力越大，徐變?cè)酱髴?yīng)力越大，徐變?cè)酱蠡炷恋凝g期；混凝土的齡期；加荷時(shí)混凝土的齡期，越早，徐變?cè)酱蠹雍蓵r(shí)混凝土的齡期，越早，徐變?cè)酱蠡炷恋闹谱鳌B(yǎng)護(hù)環(huán)境；混凝土的制作、養(yǎng)護(hù)環(huán)境； 溫度越高，濕度越大，徐變?cè)叫囟仍礁?，濕度越大，徐變?cè)叫∷冶扰c水泥用量；水灰比與水泥用量；水泥用量越多，水灰比越大，徐變?cè)酱笏嘤昧吭蕉?，水灰比越大，徐變?cè)酱蠊橇嫌昧考傲W(xué)性能。骨料用量及力學(xué)性能。骨料越硬，徐變?cè)叫」橇显接?，徐變?cè)叫?徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混

17、凝土的徐變，徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混凝土的徐變，會(huì)使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝會(huì)使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會(huì)造成預(yù)應(yīng)力的損失。土結(jié)構(gòu)中會(huì)造成預(yù)應(yīng)力的損失。 混凝土的徐變特性主要與時(shí)間參數(shù)有關(guān)?；炷恋男熳兲匦灾饕c時(shí)間參數(shù)有關(guān)。徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響paspas s1c1ps2as s2p拆去，鋼筋受壓混凝土受拉，可能會(huì)引起混凝土開裂徐變：徐變： s， c荷載長期作用下混凝土的變形性能荷載長期作用下混凝土的變形性能-徐變徐變定義：定義：混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的

18、收縮?；炷猎诳諝庵杏不瘯r(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時(shí)，當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時(shí)，將使將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂。混凝土收縮會(huì)使預(yù)應(yīng)力混混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 荷載長期作用下混凝土的變形性能荷載長期作用下混凝土的變形性能-收縮收縮養(yǎng)護(hù)條件、制作方法、使用環(huán)境、體積與表面積的比值等養(yǎng)護(hù)條件、制作方法

19、、使用環(huán)境、體積與表面積的比值等骨料：骨料越硬，收縮越小骨料：骨料越硬，收縮越小水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大水泥品種：等級(jí)越高，收縮越大水泥品種：等級(jí)越高，收縮越大影響因素：影響因素：收縮對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響assas s收縮：收縮： 鋼筋受壓， 混凝土受拉as荷載長期作用下混凝土的變形性能荷載長期作用下混凝土的變形性能-收縮收縮重復(fù)荷載下混凝土的變形性能epeeee包羅線與一次性加載時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線相似4.4.混凝土的疲勞混凝土的疲勞 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 混凝土的疲勞強(qiáng)度由疲勞試驗(yàn)測(cè)定。采用混凝土的疲勞強(qiáng)度由疲勞試驗(yàn)測(cè)定。采用100m

20、m100mm300mm 或著或著150mm150mm450mm的棱柱體，把棱柱體試件承受的棱柱體，把棱柱體試件承受200萬次或其萬次或其以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞的壓應(yīng)力值稱為以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞的壓應(yīng)力值稱為混凝土的疲勞抗壓強(qiáng)度混凝土的疲勞抗壓強(qiáng)度。破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線fcf321e疲勞強(qiáng)度fcfcf的確定原則：100100 300或150150 450 的棱柱體試塊承受200萬次（或以上）循環(huán)荷載時(shí)發(fā)生破壞的最大壓應(yīng)力值 影響因素影響因素 施加荷載時(shí)的應(yīng)力大小是影響應(yīng)力施加荷載時(shí)的應(yīng)力大小是影響應(yīng)力-應(yīng)變曲線不同的發(fā)展應(yīng)變曲線不同的發(fā)展和變化的關(guān)鍵因素，即混凝土的疲勞強(qiáng)度與重復(fù)作用

21、時(shí)應(yīng)力和變化的關(guān)鍵因素，即混凝土的疲勞強(qiáng)度與重復(fù)作用時(shí)應(yīng)力變化的幅度有關(guān)。變化的幅度有關(guān)。在相同的重復(fù)次數(shù)下，疲勞強(qiáng)度隨著疲勞在相同的重復(fù)次數(shù)下，疲勞強(qiáng)度隨著疲勞應(yīng)力比值的增大而增大。應(yīng)力比值的增大而增大。fcfcfcmax,min,土最小應(yīng)力及最大應(yīng)力截面同意纖維上的混凝fcfcmax,min,鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光面鋼筋hpb235，熱軋帶肋鋼筋hrb335、hrb400，余熱處理鋼筋rrb400冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機(jī)械拉伸而成熱處理鋼筋：將hrb400、rrb400鋼筋通過加熱、淬火、回火而成按加工鋼絲碳素鋼絲：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應(yīng)力消除、矯正、回火處理而成刻痕鋼絲：在鋼絲

22、表面刻痕，以增強(qiáng)其與混凝土間的粘結(jié)力鋼絞線：六根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能1. 1. 鋼筋的種類鋼筋的種類按表面形狀光圓鋼筋變形鋼筋鋼筋的應(yīng)用范圍非預(yù)應(yīng)力鋼筋：hrb235，hrb335，hrb400，rrb400預(yù)應(yīng)力鋼筋：碳素鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，熱處理鋼筋，冷拉鋼筋熱軋鋼筋的熱軋鋼筋的符號(hào)說明符號(hào)說明hpb235 生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝： hot rolled 表面形狀表面形狀：plain 鋼筋鋼筋：bar 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度熱軋鋼筋的熱軋鋼筋的符號(hào)說明符號(hào)說明hrb335 hot rolledribbed bar rrb400 r

23、emained heat treatmentribbed bar 預(yù)應(yīng)力鋼筋的符號(hào)說明s鋼絞線 s strand p光面鋼絲 p plain i刻痕鋼絲 i indented h螺旋肋鋼絲 h helix ht熱處理鋼筋 ht heat-treated 按化學(xué)成分碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、磷等元素）低碳鋼（含碳量0.25%）中碳鋼（含碳量0.250.6%）高碳鋼（含碳量0.61.4%）普通低合金鋼（另加硅、錳、鈦、釩、鉻等）硅系硅釩系硅鈦系硅錳系硅鉻系冷拉ebkzzk殘余變形冷拉伸長率無時(shí)效經(jīng)時(shí)效k點(diǎn)的選擇：應(yīng)力控制和應(yīng)變控制溫度的影響：溫度達(dá)700c時(shí)恢復(fù)到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉特性：只提

24、高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降冷加工鋼筋冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。低。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。冷拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將是將級(jí)鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，級(jí)鋼筋通過加熱、淬火和回火等

25、調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。土結(jié)構(gòu)。對(duì)特定鋼號(hào)的鋼筋進(jìn)行淬火和回火處理強(qiáng)度提高，塑性降低不降低強(qiáng)度的前提下，消除由淬火產(chǎn)生的內(nèi)力，改善塑性和韌性熱處理 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a 比例極限比例極限b 彈性極限彈性極限ob 彈性階段彈性階段d 極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度bc 屈服階段屈服階段cd 強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段de 破壞階段破壞階段e 極限應(yīng)變極限應(yīng)變 無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋d 極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度e 極限應(yīng)變極限應(yīng)變 條件屈服強(qiáng)度：條件屈服強(qiáng)度： 取殘余應(yīng)

26、變?yōu)槿堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為無明顯流幅鋼筋所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為無明顯流幅鋼筋的強(qiáng)度限值，通常稱為的強(qiáng)度限值，通常稱為條件屈服強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度。幾個(gè)指標(biāo)：幾個(gè)指標(biāo)：屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)，因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生，因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生很大的塑性變形，且卸載時(shí)這部分變形很大的塑性變形，且卸載時(shí)這部分變形不可恢復(fù)不可恢復(fù)，這會(huì)使鋼，這會(huì)使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強(qiáng)度。與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強(qiáng)度。延延 伸伸

27、率率：鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率，是反映鋼筋塑：鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。性較好。0010or 5lll 屈屈 強(qiáng)強(qiáng) 比：比：反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/fu=0.60.7。 冷彎要求冷彎要求：將直徑為：將直徑為d的鋼筋繞直徑為的鋼筋繞直徑為d的鋼輥彎成一定的的鋼輥彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂角度而不發(fā)生斷裂 sess=eseseyes,hfysess=eseseyes,hfyfs,ues,ues,usess=eseseyfyes,hfs,u有明

28、顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋3.3.鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型重復(fù)荷載作用下，鋼筋的強(qiáng)度靜載作用下的強(qiáng)度規(guī)定的應(yīng)力幅度內(nèi)，經(jīng)一定次數(shù)的重復(fù)荷載后，發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值稱為疲勞強(qiáng)度。對(duì)鋼筋用疲勞應(yīng)力幅來表示其疲勞強(qiáng)度。試驗(yàn)方法單根鋼筋的軸拉疲勞鋼筋埋入混凝土中重復(fù)受拉或受彎4.4.鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞強(qiáng)度要求：屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，抗震設(shè)計(jì)時(shí)還要求有一定的強(qiáng)度要求：屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，抗震設(shè)計(jì)時(shí)還要求有一定的屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度和適宜的強(qiáng)屈比要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度和適宜的強(qiáng)屈比(極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值比值)。例如，對(duì)抗震等級(jí)為

29、一、二級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力。例如，對(duì)抗震等級(jí)為一、二級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的實(shí)際強(qiáng)屈比不應(yīng)小于鋼筋的實(shí)際強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.25。塑性要求：伸長率和冷彎要求塑性要求：伸長率和冷彎要求,避免發(fā)生脆性破壞避免發(fā)生脆性破壞可焊性可焊性:要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，焊接接要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，焊接接頭性能良好頭性能良好與混凝土的粘結(jié)性與混凝土的粘結(jié)性:要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力，以保證兩者共同工作力，以保證兩者共同工作5.5.混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求 粘結(jié)應(yīng)力的粘結(jié)應(yīng)力的定義定義鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的沿鋼筋縱向的剪應(yīng)力鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的沿鋼筋縱向的剪應(yīng)力 。粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度：粘結(jié)失效時(shí)的最大（平均）粘結(jié)應(yīng)力。：粘結(jié)失效時(shí)的最大（平均）粘結(jié)應(yīng)力。粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試 1.1.粘結(jié)的意義粘結(jié)的意義粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)拔出試驗(yàn)拔出試驗(yàn)光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理，其光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理，其粘結(jié)作用主要由三部分組成：粘結(jié)作用主要由三部分組成：（）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（膠結(jié)力）。一般很小，僅在受力