沒有幻燈片標(biāo)題東北電力大學(xué)課程展示講述PPT課件

1、第2 2章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的 物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)第1頁/共110頁學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1.理解混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度與變形性能；理解混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度與變形性能；2.掌握混凝土的基本強度指標(biāo)和混凝土的選用原則；掌握混凝土的基本強度指標(biāo)和混凝土的選用原則；3.了解土木工程所用鋼筋的品種、級別及其性能；了解土木工程所用鋼筋的品種、級別及其性能；4.掌握鋼筋的強度及變形指標(biāo)；掌握鋼筋的強度及變形指標(biāo)；5.掌握土木工程對鋼筋性能的要求及選用原則；掌握土木工程對鋼筋

2、性能的要求及選用原則；6.了解鋼筋與混凝土的共同工作原理，理解保證鋼了解鋼筋與混凝土的共同工作原理，理解保證鋼筋與混凝土之間協(xié)同工作的構(gòu)造措施。筋與混凝土之間協(xié)同工作的構(gòu)造措施。 第2頁/共110頁混凝土：混凝土： 由水泥、骨料和水由水泥、骨料和水按一定比例按一定比例拌合，拌合，經(jīng)過硬化后經(jīng)過硬化后形成的人工合成材料。形成的人工合成材料。其為其為一多相復(fù)合材料，其質(zhì)量的好壞與材料、施工配合比、施工工藝、齡期、環(huán)境等一多相復(fù)合材料，其質(zhì)量的好壞與材料、施工配合比、施工工藝、齡期、環(huán)境等諸多因素有關(guān)。諸多因素有關(guān)。特特 點：點： 非彈性、非線性、非勻質(zhì)材料，較大離散性。非彈性、非線性、非勻質(zhì)材料，

3、較大離散性。通常將其組成結(jié)構(gòu)分為：通常將其組成結(jié)構(gòu)分為： 宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)：兩組分體系，砂漿和粗骨料。：兩組分體系，砂漿和粗骨料。 亞微觀結(jié)構(gòu)亞微觀結(jié)構(gòu)：水泥砂漿結(jié)構(gòu)。：水泥砂漿結(jié)構(gòu)。 微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)： 水泥石結(jié)構(gòu)。水泥石結(jié)構(gòu)。2.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的組成結(jié)構(gòu)混凝土的組成結(jié)構(gòu)第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第3頁/共110頁宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)亞微觀結(jié)構(gòu)亞微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)粗骨料（分散相）水泥石（基相）細(xì)骨料（分散相）砂漿（基相）晶體骨架晶體晶體帶核凝膠體干縮孔隙凝縮氫氧化鈣凝膠體凝膠體混凝土組

4、成結(jié)構(gòu)第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第4頁/共110頁晶體骨架：由未水化顆粒組成，承受外力，具有彈性變形特點。由未水化顆粒組成，承受外力，具有彈性變形特點。塑性變形：在外力作用下由凝膠、孔隙、微裂縫產(chǎn)生。在外力作用下由凝膠、孔隙、微裂縫產(chǎn)生。破壞起源：孔隙、微裂縫等原因造成?？紫?、微裂縫等原因造成。PH值：由于水泥石中的氫氧化鈣存在，混凝土偏堿性。由于水泥石中的氫氧化鈣存在，混凝土偏堿性。由于水泥凝膠體的硬化過程需要若干年才能完成，所由于水泥凝膠體的硬化過程需要若干年才能完成，所以，混凝土的強度、變形也會在較

5、長時間內(nèi)發(fā)生變化，以，混凝土的強度、變形也會在較長時間內(nèi)發(fā)生變化，強度逐漸增長強度逐漸增長，變形逐漸加大變形逐漸加大。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第5頁/共110頁第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度1、混凝土強度等級混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的主要是利用它的抗壓強度抗壓強度。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)

6、。和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹姸鹊燃壥怯每箟簭姸葋韯澐值幕炷恋膹姸鹊燃壥怯每箟簭姸葋韯澐值幕炷翉姸鹊燃壔炷翉姸鹊燃墸哼呴L：邊長150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（203，90%濕濕度）養(yǎng)護度）養(yǎng)護28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（加載速度天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（加載速度0.150.3N/mm2/sec，兩端不涂潤滑劑兩端不涂潤滑劑）測得的測得的具有具有95%保證率保證率的立方體抗壓強度，用符號的立方體抗壓強度，用符號C表示，表示，C30表示表示fcu,k=30N/mm2 規(guī)范規(guī)范根據(jù)強度范圍，根據(jù)強度范圍，從從C15C80共劃分為共劃分為14個強度等級個強度等級，級差為

7、，級差為5N/mm2。與原。與原規(guī)范規(guī)范GBJ10-89相比，混凝土強度等級范圍由相比，混凝土強度等級范圍由C60提高到提高到C80，C50以上為以上為高強混高強混凝土凝土，有關(guān)指標(biāo)和計算公式在，有關(guān)指標(biāo)和計算公式在C50與原與原規(guī)范規(guī)范GBJ10-89銜接。銜接。第6頁/共110頁承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑強度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑試驗機通過鋼墊板對試件施加壓力。試驗機通過鋼墊板對試件施加壓力。由于墊板的剛度有限，以及試件內(nèi)部和表層的受力狀態(tài)和材料性能有差別，致使試件由于墊板的剛度有限，以及試件內(nèi)部和表層的受力狀態(tài)和材料性能有差別，致使試件承壓面上的

8、豎向壓應(yīng)力分布不均勻。承壓面上的豎向壓應(yīng)力分布不均勻。同時，鋼墊板和試件混凝土的彈性模量和泊松比值不等，在相同應(yīng)力作用下的橫向應(yīng)同時，鋼墊板和試件混凝土的彈性模量和泊松比值不等，在相同應(yīng)力作用下的橫向應(yīng)變不等。故變不等。故墊板約束了試件的橫向變形，在試件的承壓面上作用著水平摩擦力。墊板約束了試件的橫向變形，在試件的承壓面上作用著水平摩擦力。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第7頁/共110頁試驗錄像第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能

9、第8頁/共110頁100mm立方體強度與標(biāo)準(zhǔn)立方體強度之間的換算關(guān)系立方體強度與標(biāo)準(zhǔn)立方體強度之間的換算關(guān)系100150cucuff小于小于C50的混凝土，修正系數(shù)的混凝土，修正系數(shù) =0.95。隨混凝土強度的提高，修正系數(shù)。隨混凝土強度的提高，修正系數(shù) 值有所降低。值有所降低。當(dāng)當(dāng)fcu100=100N/mm2時，換算系數(shù)時，換算系數(shù) 約為約為0.9美國、日本、加拿大等國家，采用圓柱體（直徑美國、日本、加拿大等國家，采用圓柱體（直徑150mm，高，高300 mm）標(biāo)準(zhǔn)試件測定）標(biāo)準(zhǔn)試件測定的抗壓強度來劃分強度等級，符號記為的抗壓強度來劃分強度等級，符號記為 fc。圓柱體強度與我國標(biāo)準(zhǔn)立方體抗

10、壓強度的換算關(guān)系為，圓柱體強度與我國標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強度的換算關(guān)系為，cucff)81. 079. 0(立方體和圓柱體抗壓試驗都不能代表混凝土在實際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來在同立方體和圓柱體抗壓試驗都不能代表混凝土在實際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（制作、測試方便）。一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（制作、測試方便）。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第9頁/共110頁2、軸心抗壓強度軸心抗壓強度采用棱柱體試件測定，用符號軸心抗壓強度采用棱柱體試件測定，用符號

11、fc表示，它比較接近實際構(gòu)件中混凝土表示，它比較接近實際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為h/b=23，我國取，我國取150mm150mm300mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，試件上下表面不涂潤滑劑。的標(biāo)準(zhǔn)試件，試件上下表面不涂潤滑劑。對于同一混凝土，對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度。棱柱體抗壓強度和立方體。棱柱體抗壓強度和立方體抗壓強度的換算關(guān)系為，抗壓強度的換算關(guān)系為，cuccff1規(guī)范規(guī)范對小于等于對小于等于C50的混凝土取的混凝土取c1 =0.76，對，對C80取取c1 =0.82，其間按線性其間按線性插值。

12、對小于等于插值。對小于等于C40的混凝土取的混凝土取c2 =1.00，對對C80取取c2 =0.87 ，其間按線性其間按線性插值。插值。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能cukccckff2188. 0第10頁/共110頁試驗錄像第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第11頁/共110頁3、軸心抗拉強度也是其基本力學(xué)性能，用符號也是其基本力學(xué)性能，用符號 ft 表示?；炷翗?gòu)件開裂、裂縫、變形，以及受剪、受表示?；炷翗?gòu)件開裂、裂縫、變

13、形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關(guān)。扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關(guān)。 500 150 15010016軸心受拉試驗0102030405060708090100123456 ft fcuGBJ10-89 規(guī)范軸心受拉強度與立方體強度間的換算關(guān)系55. 0395. 0cutff 3/226. 0cutff 第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第12頁/共110頁試驗錄像第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第13頁/共

14、110頁劈拉試驗PaP拉壓壓由于軸心受拉試驗對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗測定混凝土的抗由于軸心受拉試驗對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗測定混凝土的抗拉強度拉強度22aPfsp4/319. 0cuspff第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第14頁/共110頁4、混凝土強度的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)范規(guī)范規(guī)定材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值 fk 應(yīng)具有不小于應(yīng)具有不小于95%的保證率的保證率)645. 11 (mkff立方體強度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強度等級立方體強度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強度等級fcuk。規(guī)范規(guī)范

15、在確定混凝土軸心抗壓強度在確定混凝土軸心抗壓強度和軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值時，假定它們的變異系數(shù)與立方體強度的變異系數(shù)相同，利和軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值時，假定它們的變異系數(shù)與立方體強度的變異系數(shù)相同，利用與立方體強度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計算得到。用與立方體強度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計算得到。同時，同時，規(guī)范規(guī)范考慮到試件與實際結(jié)構(gòu)的差異以及高強混凝土的脆性特征，對軸心考慮到試件與實際結(jié)構(gòu)的差異以及高強混凝土的脆性特征，對軸心抗壓強度和軸心抗拉強度，還采用了以下兩個抗壓強度和軸心抗拉強度，還采用了以下兩個折減系數(shù)折減系數(shù)：結(jié)構(gòu)中混凝土強度與混：結(jié)構(gòu)中混凝土強度與混凝土試件強度的比值，取凝土試

16、件強度的比值，取0.88；脆性折減系數(shù)，對；脆性折減系數(shù)，對C40取取1.0，對，對C80取取0.87，中，中間按線性規(guī)律變化。間按線性規(guī)律變化。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第15頁/共110頁混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）混混 凝凝 土土 強強 度度 等等 級級強度種類強度種類符號符號C15C20C25C30C35軸心抗壓強度軸心抗壓強度fck10.013.416.720.123.4軸心抗拉強度軸心抗拉強度ftk1.271.541.782.012.20混混 凝凝 土土 強強 度度 等等 級級C40C45C

17、50C55C60C65C70C75C8026.829.632.435.538.541.544.547.450.22.402.512.652.742.852.933.003.053.10例 fcu=30MPa, =0.12, fcu,m=fcu/(1-1.645 ) fc,m=0.76fcu,m fc,k=fc,m(1-1.645 )0.881.0 =0.76fcu0.88 1.0 =20.06MPa第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第16頁/共110頁5. 混凝土破壞機理fc xd 當(dāng) x時，y0，0ddxy x

18、0，0y 1第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第26頁/共110頁根據(jù)以上條件，過鎮(zhèn)海提出的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€表達(dá)式1 ) 1(1 )2()23()(232xxxxxxaxaaxxyca=Ec/E0，Ec為初始彈性模量；E0為峰值點時的割線模量，為滿足條件和，一般應(yīng)有1.5a3； c 為下降段參數(shù)00.0020.0040.0060.0080.01204060s (MPa)eC20C40C60C80第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第2

19、7頁/共110頁Hognestad建議的應(yīng)力-應(yīng)變曲線uuccffeeeeeeeseeeeees0000200 15. 010 200.0020.0038 fc0.15 fcsee0eu第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第28頁/共110頁規(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 0ncccfees0ee下降段：ccfsueee066010)50(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.

20、831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20se第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第29頁/共110頁2、混凝土的彈性模量 Elastic ModulusseEc= tan 原點切線模量Elastic Modulus0sesddEcseEc= tan 割線模量Secant ModulusescEseEc= tan 切線模量Tangent Mod

21、ulusesddEc 彈性系數(shù)n n (coefficient of elasticity) 隨應(yīng)力增大而減小n n =10.5eeelcEcEn第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第30頁/共110頁彈性模量測定方法se0.5fc510 次)N/mm(74.342 . 21025cucfE第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第31頁/共110頁3、箍筋約束混凝土受壓的應(yīng)力、箍筋約束混凝土受壓的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 螺旋箍筋約束對強度

22、和變形能力均有很大提高螺旋箍筋約束對強度和變形能力均有很大提高 矩形箍筋約束對強度的提高不是很顯著，但對變形能力有矩形箍筋約束對強度的提高不是很顯著，但對變形能力有顯著改善顯著改善(a) 螺旋箍筋壓應(yīng)變壓應(yīng)力(N/mm2)箍筋 s=(b) 矩形箍筋壓應(yīng)變壓力箍筋 d=4.76mm，s=38.1mm箍筋 d=4.76mm，s=63.5mm無箍筋Confinement with Transverse Reinforcement 第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第32頁/共110頁 箍筋與內(nèi)部混凝土的體積比；箍筋與內(nèi)

23、部混凝土的體積比； 箍筋的屈服強度；箍筋的屈服強度； 箍筋間距與核心截面直徑或邊長的比值；箍筋間距與核心截面直徑或邊長的比值； 箍筋直徑與肢距的比值；箍筋直徑與肢距的比值； 混凝土強度，對高強混凝土的約束效果差一些。混凝土強度，對高強混凝土的約束效果差一些。影響因素第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第33頁/共110頁R.Park建議的矩形封閉箍筋約束混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線A0.002BCDe50ue50he50e20cfZtan約束混凝土非約束混凝土cf 0.5cf 0.2cf se第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的

24、物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第34頁/共110頁4、混凝土受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系se ftet0ctctcttEfEfEf25 . 00e第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第35頁/共110頁纖維混凝土第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第36頁/共110頁0.002.004.006.008.0010.00Strain (%)0.001.002.003.004.005.006.0

25、0Stress (MPa)ECC in tension, 21 days第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第37頁/共110頁第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第38頁/共110頁復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài) Biaxial Stress State實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向雙向或或三向三向受力狀態(tài)。受力狀態(tài)。如剪力

26、和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。等。雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3 0.6之間，約為之間，約為(1.251.60 )fc。雙軸受。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與單應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。軸受壓時的峰值應(yīng)變。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1

27、混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第39頁/共110頁在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài) Biaxial Stress State實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向雙向或或三向三向受力狀態(tài)。受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和

28、壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。等。2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能第40頁/共110頁試驗錄像第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第41頁/共110頁構(gòu)件構(gòu)件受剪或受扭受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力時常遇到剪應(yīng)力t t 和正應(yīng)力和正應(yīng)力s s 共同作用下的復(fù)合受力情況。共同作用下的復(fù)合受力情況?；炷恋目辜魪姸龋弘S混凝土的抗剪強度：隨拉拉應(yīng)力增大而減小應(yīng)力

29、增大而減小 隨隨壓壓應(yīng)力增大而增大應(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，抗剪強度達(dá)到最大，左右時，抗剪強度達(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，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第42頁/共110頁三軸應(yīng)力狀態(tài) Triaxial Stress State三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱

30、中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進行。凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進行。214sccff第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第43頁/共110頁局部抗壓強度 Local Bearing StrengthclbcclfAAff第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第44頁/共110頁混凝土的收縮和徐變混凝土的收縮和徐變Shrinkage and Creep1、混凝土的收縮 Shr

31、inkage 混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，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，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，將使混凝土中將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。應(yīng)力損失。 某些某些對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱結(jié)構(gòu)）

32、，收縮也會引起不利的內(nèi)力。（如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會引起不利的內(nèi)力。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第45頁/共110頁墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第46頁/共110頁混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的收縮的25%，一個月可完成，一個月可完成50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)

33、，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)兩年以上。兩年以上。一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為(25)10-4 混凝土開裂應(yīng)變?yōu)榛炷灵_裂應(yīng)變?yōu)?0.52.7)10-414d 28dtesh(25)10-425%50%第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第47頁/共110頁影響因素影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護條件等許多因素有關(guān)。料性質(zhì)、水

34、泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護條件等許多因素有關(guān)。 水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。 骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。 干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。 小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。 高強混凝土收縮大。高強混凝土收縮大。 影響收縮的因素多且復(fù)雜，要精確計算尚有一定的困難。影響收縮的因素多且復(fù)雜，要精確計算尚有一定的困難。 在實際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影響在實際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影響 施工縫。施工縫。第第2章章 混凝土結(jié)

35、構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第48頁/共110頁2、混凝土的徐變 Creep 混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。 徐變會使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大，引起預(yù)應(yīng)力損失，在長期高應(yīng)力作徐變會使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大，引起預(yù)應(yīng)力損失，在長期高應(yīng)力作用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞。用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞。 不過，徐變有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力（如支座不不過，徐變有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力（如支座

36、不均勻沉降），減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。均勻沉降），減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。 與混凝土的收縮一樣，徐變也與時間有關(guān)。因此，在測定混凝土的徐變時，應(yīng)同與混凝土的收縮一樣，徐變也與時間有關(guān)。因此，在測定混凝土的徐變時，應(yīng)同批澆筑同樣尺寸不受荷的試件，在同樣環(huán)境下同時量測混凝土的收縮變形，從徐變批澆筑同樣尺寸不受荷的試件，在同樣環(huán)境下同時量測混凝土的收縮變形，從徐變試件的變形中扣除對比的收縮試件的變形，才可得到徐變變形。試件的變形中扣除對比的收縮試件的變形，才可得到徐變變形。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的

37、物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第49頁/共110頁在應(yīng)力（在應(yīng)力（0.5fc）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變e eel（= s si/Ec(t0)，t0加荷時的齡加荷時的齡期期）。隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前4個月徐變增長較快，個月徐變增長較快，6個月可達(dá)最終徐個月可達(dá)最終徐變的（變的（7080）%，以后增長逐漸緩慢，以后增長逐漸緩慢，23年后趨于穩(wěn)定。年后趨于穩(wěn)定。t0eeleeleshecreeleelecret第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2

38、.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第50頁/共110頁記記(t-t0)時間后的總應(yīng)變?yōu)闀r間后的總應(yīng)變?yōu)閑 e c(t, ,t0)，此時混凝土的收縮應(yīng)變?yōu)榇藭r混凝土的收縮應(yīng)變?yōu)閑 esh(t，t0)，則徐變?yōu)?，則徐變?yōu)?，e ecr (t, ,t0) = e ec(t, ,t0)- - e e c(t0)- - e esh(t, ,t0)= e ec(t, ,t0)- - e eel- - e esh(t, ,t0)t0eeleeleshecreeleelecret第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第51

39、頁/共110頁如在時間如在時間t 卸載卸載，則會產(chǎn)生，則會產(chǎn)生瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變e eel。由于混凝土彈性模量隨時間增大，由于混凝土彈性模量隨時間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變故彈性恢復(fù)應(yīng)變e eel小于加載時的瞬時彈性應(yīng)變小于加載時的瞬時彈性應(yīng)變 e eel。再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)變變e eel可以恢復(fù)，稱為可以恢復(fù)，稱為彈性后效彈性后效或或徐變恢復(fù)徐變恢復(fù)，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變e ecrt0eeleeleshecreeleelecret第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1

40、混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第52頁/共110頁徐變系數(shù)徐變系數(shù)j (t，t0) Creep Coefficientelcrtttteej),(),(00當(dāng)初始應(yīng)力小于當(dāng)初始應(yīng)力小于0.5fc時，徐變在時，徐變在2年以后可趨于穩(wěn)定，最終的徐變系數(shù)年以后可趨于穩(wěn)定，最終的徐變系數(shù)j j =24。影響因素影響因素內(nèi)在因素內(nèi)在因素是混凝土的組成和配比。骨料是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。環(huán)境影響環(huán)境影響包括養(yǎng)護和使用條件。受荷前養(yǎng)

41、護包括養(yǎng)護和使用條件。受荷前養(yǎng)護(curing)的溫濕度越高，水泥水化作用越的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護可使徐變減少（充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護可使徐變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第53頁/共110頁應(yīng)力條件應(yīng)力條件是指初應(yīng)力是指初應(yīng)力(initial stress)水平水平s si /fc和加荷時混凝土的齡期和加荷時混凝土的齡期t0，它們是

42、影響徐，它們是影響徐變的非常主要的因素。當(dāng)初始應(yīng)力水平變的非常主要的因素。當(dāng)初始應(yīng)力水平s si /fc 0.5時，徐變值與初應(yīng)力基本上成正比，時，徐變值與初應(yīng)力基本上成正比，也即（最終）也即（最終）徐變系數(shù)徐變系數(shù)j j =e ecr /e eel =Ece ecr /s si = =常數(shù)常數(shù)，這種徐變稱為這種徐變稱為線性徐變線性徐變。 當(dāng)初應(yīng)力當(dāng)初應(yīng)力s si 在在(0.50.8) fc 范圍時，徐變最終雖仍收斂，但最終徐變與初應(yīng)力范圍時，徐變最終雖仍收斂，但最終徐變與初應(yīng)力s si不成不成比例，也即徐變系數(shù)比例，也即徐變系數(shù)j j 隨隨s si的增大而增大的增大而增大，這種徐變稱為這種徐

43、變稱為非線性徐變非線性徐變。當(dāng)初應(yīng)力。當(dāng)初應(yīng)力s si 0.8fc 時，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展已處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，徐變的發(fā)展將不收斂，最時，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展已處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，徐變的發(fā)展將不收斂，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將0.8fc作為混凝土的作為混凝土的長期抗壓強度長期抗壓強度。 高強混凝土高強混凝土的密實性好，在相同的的密實性好，在相同的s s /fc比值下，徐變比普通混凝土小得多。但由于比值下，徐變比普通混凝土小得多。但由于高強混凝土承受較高的應(yīng)力值，初始變形較大，故兩者總變形接近。此外，高強混凝高強混凝土承受較高的應(yīng)力值，初始變形較大，故兩者總變形接近

44、。此外，高強混凝土線性徐變的范圍可達(dá)土線性徐變的范圍可達(dá)0.65fc，長期強度約為，長期強度約為0.85fc，也比普通混凝土大一些。，也比普通混凝土大一些。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第54頁/共110頁第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第55頁/共110頁第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第56頁/共110頁3. 混凝土的疲勞破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)

45、力重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線fcfs3s2s1e疲勞強度fcfcf的確定原則：的確定原則：100100 300或150150 450 的棱柱體試塊承受的棱柱體試塊承受200萬萬次（或以上）循環(huán)荷載時發(fā)生破壞的最大壓應(yīng)力值次（或以上）循環(huán)荷載時發(fā)生破壞的最大壓應(yīng)力值第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能es包羅線與一次性加載時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線相似第57頁/共110頁作作 業(yè)：業(yè)：1.1.混凝土立方體抗壓強度、軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值、混凝土立方體抗壓強度、軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值是如何確定的？它們之間的

46、軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值是如何確定的？它們之間的關(guān)系如何？關(guān)系如何？2.2.混凝土的強度等級是如何確定的？我國混凝土的強度等級是如何確定的？我國規(guī)范規(guī)范規(guī)定的混凝土強度等級有哪些？規(guī)定的混凝土強度等級有哪些？3.3.混凝土軸心受壓應(yīng)力混凝土軸心受壓應(yīng)力- -應(yīng)變曲線有何特點？試列應(yīng)變曲線有何特點？試列出三種常用的數(shù)學(xué)模型。出三種常用的數(shù)學(xué)模型。4.4.混凝土的變形模量和彈性模量如何確定？混凝土的變形模量和彈性模量如何確定？5.5.混凝土的收縮和徐變對構(gòu)件有何影響？混凝土的收縮和徐變對構(gòu)件有何影響？6.6.查閱相關(guān)文獻(xiàn)或規(guī)范給出混凝土多軸強度計算查閱相關(guān)文獻(xiàn)或規(guī)范給出混凝土多軸強度計算圖。圖。第第2章

47、章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1 混凝土的物理力學(xué)性混凝土的物理力學(xué)性能能第58頁/共110頁2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能按化學(xué)成分按化學(xué)成分碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、磷等元素）磷等元素）普通低合金鋼（另加硅、錳、鈦、普通低合金鋼（另加硅、錳、鈦、釩、鉻等）釩、鉻等）2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能 Steel Reinforcement鋼筋的種類第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能低碳鋼（含碳量低碳鋼（含碳量0.25%）中碳鋼（含碳量中碳鋼（含碳量0.250.6%）高碳鋼（含碳量高碳鋼（

48、含碳量0.61.4%）硅系硅系硅釩系硅釩系硅鈦系硅鈦系硅錳系硅錳系硅鉻系硅鉻系第59頁/共110頁鋼筋鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光面鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光面鋼筋HPB235，熱軋帶肋鋼筋，熱軋帶肋鋼筋HRB335、HRB400，余熱處理鋼筋余熱處理鋼筋RRB400冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成熱處理鋼筋：將熱處理鋼筋：將HRB400、RRB400鋼筋通過加熱、淬火、回火而成鋼筋通過加熱、淬火、回火而成按加工方法按加工方法鋼絲鋼絲碳素鋼絲：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

49、刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強其與混凝土間的粘結(jié)力刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強其與混凝土間的粘結(jié)力鋼絞線：多根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起（鋼絞線：多根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起（3股或股或7股）股）冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能第60頁/共110頁D公稱直徑 A3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線圖 2-1 常用鋼筋形式刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第61頁/共110頁熱軋鋼筋熱軋鋼筋 Ho

50、t Rolled Steel Reinforcing BarHPB235級、HRB335級、HRB400級、RRB400級HPBHot rolledPlainBarHRBHot rolledRolledBarRRBRolledRibbedBar屈服強度屈服強度 fyk（標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值= =鋼材廢品限值，保證率鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB235級： fyk = 235 N/mm2HRB335級： fyk = 335 N/mm2HRB400級、RRB400級： fyk = 400 N/mm2第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋

51、的物理力學(xué)性能第62頁/共110頁HPB235級級(級級)鋼筋鋼筋多為光面鋼筋（多為光面鋼筋（Plain Bar），），多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋。多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋。 HRB335級級(級級)和和 HRB400級級(級級)鋼筋鋼筋強度較高，強度較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用也有用級鋼筋作箍筋的。為增強與混凝土的粘結(jié)級鋼筋作箍筋的。為增強與混凝土的粘結(jié)（Bond），外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋），外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋（Deformed Bar）。）。 RRB400級（級）級）鋼筋強

52、度太高，不適宜作為鋼筋鋼筋強度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋，一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋?；炷翗?gòu)件中的配筋，一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。延伸率延伸率 5 5= =25、16、14、10%，直徑，直徑840。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第63頁/共110頁鋼絲鋼絲，中強鋼絲的強度為中強鋼絲的強度為8001200MPa，高強鋼絲、鋼絞線為，高強鋼絲、鋼絞線為 1470 1860MPa；延伸率延伸率 10=6%， 100=3.54%；鋼絲的直徑；鋼絲的直徑39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種

53、，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.515.2 mm。中高強鋼絲和鋼。中高強鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。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。冷加工的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度，節(jié)約鋼材。目的是為了提高鋼筋的強度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將是將

54、級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強度得到較大級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強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)。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)。第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第64頁/共110頁s se e鋼筋的強度與變形 有明顯屈服點的鋼筋 Steel bar with yield pointa為比例極限為比例極限proportional limit s =Eseaa為彈性極限為彈性極限elastic limitade為強化段為強化段str

55、ain hardening stagebb為屈服上限為屈服上限upper yield strengthc為屈服下限，即為屈服下限，即屈服強度屈服強度 fylower yield strengthcdcd為屈服臺階為屈服臺階yield plateauefue為極限抗拉強度為極限抗拉強度 fu ultimate tensile strengthfyf第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第65頁/共110頁幾個指標(biāo)：幾個指標(biāo)：屈服強度屈服強度yield strength：是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)，因為鋼筋屈服

56、后將產(chǎn)生很大的塑性，因為鋼筋屈服后將產(chǎn)生很大的塑性變形，且卸載時這部分變形變形，且卸載時這部分變形不可恢復(fù)不可恢復(fù)，這會使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可，這會使鋼筋混凝土構(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度。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度。延延 伸伸 率率elongation rate：鋼筋拉斷時的應(yīng)變，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大：鋼筋拉斷時的應(yīng)變，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，延性較好。的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。0010or 5lll

57、屈強比屈強比反映鋼筋的強度儲備，反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。se殘余變形er彈性變形ee均勻延伸率均勻延伸率 gt對應(yīng)最大應(yīng)力時應(yīng)變，包括了殘對應(yīng)最大應(yīng)力時應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋真實的變形能余應(yīng)變和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋真實的變形能力力(2.5%)第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第66頁/共110頁無明顯屈服點的鋼筋Steel bar without yield pointa0.2%s0.2 fua點：比例極限，約為點：比例極限，約為0.65fua點前：應(yīng)力點前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為

58、線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點后：應(yīng)力點后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點變形，且沒有明顯的屈服點強度設(shè)計指標(biāo)強度設(shè)計指標(biāo)條件屈服點條件屈服點殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范規(guī)范取取s s0.2 =0.85 fu第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第67頁/共110頁鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值( Characteristic or Standard Strength) 按冶金鋼材質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值是取其出廠時的廢品限值，其數(shù)值

59、按冶金鋼材質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值是取其出廠時的廢品限值，其數(shù)值相當(dāng)于相當(dāng)于fy,m-3s s，具有，具有97.73%的保證率，滿足的保證率，滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)材料強度標(biāo)準(zhǔn)材料強度標(biāo)準(zhǔn)值保證率值保證率95%的要求。的要求。普通鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）種 類符號fykHPB235(Q235)235HRB335(20MnSi)335熱軋鋼筋HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)RRB400(20MnSi)400第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能第68頁/共110

60、頁預(yù)應(yīng)力鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）種 類fptk消除應(yīng)力鋼絲螺旋肋鋼絲491470157016701770刻痕鋼絲5、714701570二股d=10.0d=12.01720三股d=10.8d=12.91720鋼絞線七股d=9.5d=11.1d=12.7d=15.21860186018601860，1820，1720熱處理鋼筋40Si2Mn(d=6)48Si2Mn(d=8.2)45Si2Cr(d=10)14701、 鋼絞線直徑 d 系指鋼絞線外接圓直徑2、 各種直徑、鋼絲、鋼絞線的截面積見附錄第第2章章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物