鋼筋混凝土一般概念及材料的主要力學(xué)性能PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1鋼筋混凝土一般概念及材料的主要力學(xué)鋼筋混凝土一般概念及材料的主要力學(xué)性能性能(Mpa)0.85 b b 0.2%條件屈服強度（硬剛）條件屈服強度（硬剛） 高碳鋼與低碳鋼不同，見圖高碳鋼與低碳鋼不同，見圖1.31.3，它沒有明顯的屈服臺階，塑，它沒有明顯的屈服臺階，塑性變形小，延伸率亦小，但極限強性變形小，延伸率亦小，但極限強度高。通常用殘余應(yīng)變?yōu)槎雀?。通常用殘余?yīng)變?yōu)?.2%0.2%的應(yīng)的應(yīng)力，約力，約0.85b0.85b作為假想屈服點作為假想屈服點( (或或稱條件屈服點稱條件屈服點) )，用，用0.20.2表示，表示， 0.85b 0.85b 作為條件屈服強度。作為條件屈服強度。 b

2、 b 極限抗拉強度值。極限抗拉強度值。圖第1頁/共57頁鋼筋的伸長率鋼筋的伸長率 除強度指標外，鋼筋還應(yīng)具有一定的塑性變形能力。反除強度指標外，鋼筋還應(yīng)具有一定的塑性變形能力。反映鋼筋塑性性能的基本指標是伸長率和冷彎性能。所謂伸長率映鋼筋塑性性能的基本指標是伸長率和冷彎性能。所謂伸長率即鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率：即鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率：1-1式中：式中： 伸長率（伸長率（% %） L L- -試件受力前的標距長度（有試件受力前的標距長度（有5d5d、10d10d、100d100d） L L1 1- -試件拉斷后的標距長度試件拉斷后的標距長度 伸長率越大的鋼筋塑性越好，即拉伸前有

3、足夠的伸伸長率越大的鋼筋塑性越好，即拉伸前有足夠的伸長，使構(gòu)件的破壞有預(yù)兆；反之構(gòu)件的破壞具有突發(fā)性長，使構(gòu)件的破壞有預(yù)兆；反之構(gòu)件的破壞具有突發(fā)性而呈現(xiàn)脆性。而呈現(xiàn)脆性。 第2頁/共57頁鋼筋的冷彎性能鋼筋的冷彎性能 為了使鋼筋在加工成型時不發(fā)生斷裂，要求鋼筋為了使鋼筋在加工成型時不發(fā)生斷裂，要求鋼筋具有一定的冷彎性能。冷彎是將直徑為具有一定的冷彎性能。冷彎是將直徑為d d的鋼筋繞某一規(guī)定的鋼筋繞某一規(guī)定直徑為直徑為D D的鋼輥進行彎曲，在達到規(guī)定的冷彎角度（的鋼輥進行彎曲，在達到規(guī)定的冷彎角度（18001800）時鋼筋不發(fā)生裂紋、鱗落或斷裂，就表示合格。見表時鋼筋不發(fā)生裂紋、鱗落或斷裂，就

4、表示合格。見表1-11-1表1-1 各種鋼筋伸長率及冷彎試驗要求鋼筋種類HPB235HRB335HRB400伸長率（%）5251614冷彎要求冷彎角度1800180018005 _表示試件長度為5d的鋼筋的伸長率第3頁/共57頁（二）鋼筋的成分、分類、級別、品種（二）鋼筋的成分、分類、級別、品種成分：成分： 鋼筋的主要成分為鐵、還有少量的碳、錳、硅、釩、鋼筋的主要成分為鐵、還有少量的碳、錳、硅、釩、鈦及一些有害元素如磷、硫等。剛材的強度隨含碳量的增加鈦及一些有害元素如磷、硫等。剛材的強度隨含碳量的增加而增加，但其塑性性能及可焊性隨之降低。錳、硅、釩、鈦而增加，但其塑性性能及可焊性隨之降低。錳、

5、硅、釩、鈦等少量合金元素可是鋼材的強度、塑性等綜合性能提高。等少量合金元素可是鋼材的強度、塑性等綜合性能提高。分類：分類： 我國建筑工程中采用的鋼筋，按化學(xué)成分可分為碳素我國建筑工程中采用的鋼筋，按化學(xué)成分可分為碳素鋼和普通低合金鋼兩大類。鋼和普通低合金鋼兩大類。 含碳量小于含碳量小于0.25%0.25%的碳素鋼稱為低碳鋼或軟鋼，含碳的碳素鋼稱為低碳鋼或軟鋼，含碳量為量為0.6%0.6%1.4%1.4%的碳素鋼稱為高碳鋼或硬鋼。的碳素鋼稱為高碳鋼或硬鋼。 在碳素鋼的元素中加入少量的合金元素，就成為普通在碳素鋼的元素中加入少量的合金元素，就成為普通低合金鋼。如低合金鋼。如20MnSi20MnSi

6、、20MnSiV20MnSiV、20MnSiNb20MnSiNb、20MnTi20MnTi等。等。第4頁/共57頁HPB235HRB335HRB400高強鋼絲(Mpa)0級別及品種：級別及品種： 我國建筑工程中我國建筑工程中采用的鋼筋，國產(chǎn)普通鋼采用的鋼筋，國產(chǎn)普通鋼筋有以下筋有以下4 4級：級： 熱軋光面熱軋光面235235級熱軋級熱軋帶肋帶肋335335級級 HRB400(20MnSiVHRB400(20MnSiV、 20MnSiNb20MnSiNb、 20MnTi):20MnTi):熱軋帶肋熱軋帶肋400400級級RRB400(K20MnSi):RRB400(K20MnSi):余熱處理鋼

7、筋余熱處理鋼筋400400級（用級（用HRB335(20MnSi) HRB335(20MnSi) 穿穿水熱處理而成），各級別水熱處理而成），各級別 性能見圖性能見圖1-41-4 20 20表示含碳量為表示含碳量為0.2%0.2%，其余合金元素的含量在，其余合金元素的含量在1.5%1.5%以下，以下， k k為為控制的意思?？刂频囊馑?。圖第5頁/共57頁表1-2普通鋼筋強度標準值及設(shè)計值(N/mm2)鋼筋種類鋼筋種類符號符號d(mm)fykfyfyHPB235(Q235)820235210210HRB335(20MnSi)650335300300HRB400(20MnSiV、 20MnSiNb、

8、 20MnTi)650400360360RRB400(K20MnSi)840400360360R注：注：1.1.當(dāng)當(dāng)d d大于大于40mm40mm時，應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗。時，應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗。 2. fyk2. fyk鋼筋的標準強度，具有鋼筋的標準強度，具有95%95%以上的保以上的保證率，由屈服極限確定。證率，由屈服極限確定。 3. fy3. fy鋼筋的抗拉強度設(shè)計值，鋼筋的抗拉強度設(shè)計值，fyfy鋼筋的鋼筋的抗壓強度設(shè)計值。抗壓強度設(shè)計值。第6頁/共57頁表1-3預(yù)應(yīng)力鋼筋強度標準值及設(shè)計值(N/mm2)種種 類類符符 號號fptkfpyf py鋼絞線鋼絞線1*3/p>

9、17201220157011101*71860132039017201220消除應(yīng)消除應(yīng)力鋼絲力鋼絲光光 面面螺旋肋螺旋肋PH177012504101670118015701110刻刻 痕痕處理鋼筋熱處理鋼筋40Si2MnHT1470104040048Si2Mn45Si2Cr第7頁/共57頁表1-4鋼筋 彈性模量（105N/mm2）種種 類類EsHPB2352.1熱處理鋼筋熱處理鋼筋 2.0消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲） 2.05鋼絞線鋼絞線1.92注：必要時鋼鉸線可采用實測的彈性模量 第8頁/共57頁熱處

10、理鋼筋熱處理鋼筋 上面所述為普通鋼筋，而預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱處理鋼筋。由上面所述為普通鋼筋，而預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱處理鋼筋。由40Si2Mn(d=6)40Si2Mn(d=6)、48Si2Mn(d=8.2)48Si2Mn(d=8.2)和和45Si2Cr(d=10)45Si2Cr(d=10)等通過加熱等通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理制成的。熱處理鋼筋又稱調(diào)質(zhì)鋼、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理制成的。熱處理鋼筋又稱調(diào)質(zhì)鋼筋。筋。 鋼絲鋼絲主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，有消除應(yīng)力的光面鋼絲、主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，有消除應(yīng)力的光面鋼絲、螺旋肋鋼絲和三面刻痕鋼絲三種。螺旋肋鋼絲和三面刻痕鋼絲三種。冷拔低碳鋼絲冷

11、拔低碳鋼絲由低碳熱軋鋼筋經(jīng)冷拔制成，分為兩個級別：甲由低碳熱軋鋼筋經(jīng)冷拔制成，分為兩個級別：甲級和乙級。冷拔低碳鋼絲的延性較差，新級和乙級。冷拔低碳鋼絲的延性較差，新規(guī)范規(guī)范中也未列入中也未列入。若在建筑工程中采用時，應(yīng)遵守專門規(guī)程的規(guī)定。若在建筑工程中采用時，應(yīng)遵守專門規(guī)程的規(guī)定。 鋼絲鋼絲( (直徑在直徑在5mm5mm以內(nèi)以內(nèi)) )可以是單根的，也可以編成鋼絞線可以是單根的，也可以編成鋼絞線或鋼絲束。或鋼絲束。 第9頁/共57頁鋼絞線鋼絞線是由多根高強鋼絲在絞絲機上絞合，再經(jīng)低溫回火是由多根高強鋼絲在絞絲機上絞合，再經(jīng)低溫回火制成。按其股數(shù)可分為制成。按其股數(shù)可分為3 3股和股和7 7股兩

12、種，高強鋼絲、鋼絞線股兩種，高強鋼絲、鋼絞線的強度可達的強度可達1700N1700Nmm2mm2以上。以上。第10頁/共57頁鋼筋的冷拉和冷拔鋼筋的冷拉和冷拔(1)(1)冷拉冷拉 冷拉是將鋼筋拉到超過鋼筋屈服強度的某一應(yīng)力值，以提冷拉是將鋼筋拉到超過鋼筋屈服強度的某一應(yīng)力值，以提高鋼筋的抗拉強度，達到節(jié)約鋼材的目的。冷拉能提高鋼筋抗拉高鋼筋的抗拉強度，達到節(jié)約鋼材的目的。冷拉能提高鋼筋抗拉強度，但不能提高抗壓強度。冷拉能使鋼筋伸長，能節(jié)省鋼材，強度，但不能提高抗壓強度。冷拉能使鋼筋伸長，能節(jié)省鋼材，調(diào)直鋼筋，自動除銹，檢查焊接質(zhì)量的作用。調(diào)直鋼筋，自動除銹，檢查焊接質(zhì)量的作用。(2)(2)冷拔

13、冷拔 冷拔是將冷拔是將6688的的HPB235HPB235級鋼筋，用強力從直徑較小的級鋼筋，用強力從直徑較小的硬質(zhì)合金拔絲模拔出使它產(chǎn)生塑性變形，拔成較細直徑的鋼絲，硬質(zhì)合金拔絲模拔出使它產(chǎn)生塑性變形，拔成較細直徑的鋼絲，以提高其強度的冷加工方法。冷拔后鋼筋的強度得到了較大的提以提高其強度的冷加工方法。冷拔后鋼筋的強度得到了較大的提高，但塑性卻有較大的降低。經(jīng)過冷拔加工的低碳鋼絲，須逐盤高，但塑性卻有較大的降低。經(jīng)過冷拔加工的低碳鋼絲，須逐盤檢驗，分為甲、乙兩級，甲級用作預(yù)應(yīng)力鋼筋，乙級用作非預(yù)應(yīng)檢驗，分為甲、乙兩級，甲級用作預(yù)應(yīng)力鋼筋，乙級用作非預(yù)應(yīng)力鋼筋。力鋼筋。第11頁/共57頁adeo

14、冷拉伸長率圖1-5冷拉后的應(yīng)力應(yīng)變曲線kklkkdeb5b4b3200o圖1-6冷拔鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線 21.96400600(10-2)第12頁/共57頁 冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度，故不宜用作受壓鋼筋；而冷冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度，故不宜用作受壓鋼筋；而冷拔可同時提高抗拉和抗壓強度。拔可同時提高抗拉和抗壓強度。 必須指出，上述冷加工鋼筋以大幅度犧牲延性來換取強度必須指出，上述冷加工鋼筋以大幅度犧牲延性來換取強度的有限提高，終究不是提高結(jié)構(gòu)性能的有效途徑，近年來，的有限提高，終究不是提高結(jié)構(gòu)性能的有效途徑，近年來，強度高、性能好的鋼筋（鋼絲、鋼絞絲）在我國已可充分供強度高、性能好的鋼筋（鋼

15、絲、鋼絞絲）在我國已可充分供應(yīng)，故冷拉鋼筋和冷拔鋼絲不在列入新應(yīng)，故冷拉鋼筋和冷拔鋼絲不在列入新混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范，但，但并不是不允許使用這些鋼筋。當(dāng)應(yīng)用這些鋼筋時，應(yīng)符合專并不是不允許使用這些鋼筋。當(dāng)應(yīng)用這些鋼筋時，應(yīng)符合專門規(guī)程的規(guī)定。門規(guī)程的規(guī)定。 第13頁/共57頁鋼筋的形式鋼筋的形式(b)(a)(c)(d)光面鋼筋光面鋼筋 (a):HPB235 帶肋鋼筋帶肋鋼筋 (b)_(d): (b)螺紋鋼筋螺紋鋼筋 (c)人字紋鋼筋人字紋鋼筋 (d) 月牙形鋼筋月牙形鋼筋 我國帶肋鋼筋的外形目前生產(chǎn)我國帶肋鋼筋的外形目前生產(chǎn)的是月牙形。的是月牙形。HRB335表面有阿表面有阿拉伯?dāng)?shù)字拉伯?dāng)?shù)字“

16、2”， HRB400表面有表面有阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字“3”。第14頁/共57頁建筑結(jié)構(gòu)對鋼筋的要求及選擇原則建筑結(jié)構(gòu)對鋼筋的要求及選擇原則要要 求求強度要求、塑性要求、可焊性要求、與混凝土的粘結(jié)力強度要求、塑性要求、可焊性要求、與混凝土的粘結(jié)力選擇的原則選擇的原則 在實際工程應(yīng)用中，基于混凝土對鋼筋性能的要求，確定的選用原則為：在實際工程應(yīng)用中，基于混凝土對鋼筋性能的要求，確定的選用原則為： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以HRB400級熱軋帶肋鋼筋為主導(dǎo)鋼筋；級熱軋帶肋鋼筋為主導(dǎo)鋼筋； 實際工程中，普通鋼筋宜采用實際工程中，普通鋼筋宜采用HRB400級和級和HRB335級鋼筋，也可采用級鋼筋

17、，也可采用HPB235級及級及RRB400級鋼筋。級鋼筋。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以高強、低松弛鋼絲、鋼絞線為主導(dǎo)鋼筋；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以高強、低松弛鋼絲、鋼絞線為主導(dǎo)鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線，也可采用熱處理鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線，也可采用熱處理鋼筋。 各種形式的冷加工鋼筋應(yīng)整頓市場、加強管理、保證質(zhì)量、提高性能，通過市場競爭優(yōu)化或淘汰。各種形式的冷加工鋼筋應(yīng)整頓市場、加強管理、保證質(zhì)量、提高性能，通過市場競爭優(yōu)化或淘汰。購買鋼筋應(yīng)要求廠家提供三項力學(xué)性能（購買鋼筋應(yīng)要求廠家提供三項力學(xué)性能（抗拉強度、屈服強度、伸長率抗拉強度、屈服強度、伸長率）、兩項化學(xué)性能（磷、

18、硫含量）、兩項化學(xué)性能（磷、硫含量）第15頁/共57頁三、三、 混凝土的主要力學(xué)性能混凝土的主要力學(xué)性能（一）混凝土的強度（一）混凝土的強度（1）、混凝土的立方體抗壓強（）、混凝土的立方體抗壓強（fcu）度及強度等級）度及強度等級 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。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。力學(xué)性能中最主要和最基本的指標?；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立方體標準試件，在標準條件下（立方體標準試件，在標準條件下（203

19、，90%濕度）養(yǎng)護濕度）養(yǎng)護28天，用標準試驗方法（加載速度天，用標準試驗方法（加載速度0.150.3N/mm2/sec，兩端不涂潤滑劑）測得的，兩端不涂潤滑劑）測得的具有具有95%保證率保證率的立方的立方體抗壓強度，用符號體抗壓強度，用符號C表示，表示，C30表示表示fcu,k=30N/mm2 ， fcu,k混凝土強混凝土強度標準值，注意：度標準值，注意： fcu與與fcu,k的區(qū)別在于是否具有的區(qū)別在于是否具有95%的保證率的保證率根據(jù)根據(jù)規(guī)范規(guī)范強度范圍，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，級差為級差為5N/mm2。與原。與原規(guī)范規(guī)范GBJ10-89相比

20、，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凝土高強混凝土。第16頁/共57頁 如果采用的是如果采用的是100mm、200mm的非標準試件，應(yīng)乘以的非標準試件，應(yīng)乘以0.95、1.05的系數(shù)將其折算成標準試件。的系數(shù)將其折算成標準試件。 規(guī)范規(guī)范GB500102.24.1.2規(guī)定：規(guī)定：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的強度等級不宜低于混凝土的強度等級不宜低于C15；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB335級鋼筋時，級鋼筋時，混凝土強度等級不應(yīng)低于混凝土強度等級不應(yīng)低于C20；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB400和和RRB400級級鋼筋以及對承受重復(fù)

21、荷載的構(gòu)件，混凝土強度等級不得低于鋼筋以及對承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強度等級不得低于C20。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于C30；當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于混凝土強度等級不宜低于C40。第17頁/共57頁（2）混凝土軸心抗壓強度）混凝土軸心抗壓強度 實際工程中，一般的受壓構(gòu)件不是立方體而是棱柱體，即實際工程中，一般的受壓構(gòu)件不是立方體而是棱柱體，即構(gòu)件的高度要比截面的尺寸大。一般用構(gòu)件的高度要比截面的尺寸大。一般用h/b=34的棱柱體抗的棱柱

22、體抗壓強度來代表混凝土單向均勻受壓時的抗壓強度。軸心抗壓壓強度來代表混凝土單向均勻受壓時的抗壓強度。軸心抗壓強度采用棱柱體試件測定，用符號強度采用棱柱體試件測定，用符號fc表示，它比較接近實際構(gòu)表示，它比較接近實際構(gòu)件中混凝土的受壓情況，我國通常取件中混凝土的受壓情況，我國通常取150mm150mm450mm的棱柱體試件，也常用的棱柱體試件，也常用100100300試件。試件。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。棱棱柱體抗壓強度和立方體抗壓強度的換算關(guān)系為：柱體抗壓強度和立方體抗壓強度的換算關(guān)系為：k ,cu2C1Cckf88.

23、0f混凝土的軸心抗壓設(shè)計強度：混凝土的軸心抗壓設(shè)計強度：fc=fck/c第18頁/共57頁式中：式中：fck混凝土軸心抗壓強度標準值混凝土軸心抗壓強度標準值 fc混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 0.88實驗試件與實際結(jié)構(gòu)的差異修正系數(shù)實驗試件與實際結(jié)構(gòu)的差異修正系數(shù) c1棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度的比值，棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度的比值， 對對C50以下取以下取0.76，對，對C80取取0.82，其間按，其間按 線性差值計算。線性差值計算。 c2C40以上混凝土脆性折減系數(shù)，以上混凝土脆性折減系數(shù)， C40取取1.0， C80取取0.87，其間按線性差值計算。，其間按

24、線性差值計算。 c混凝土材料分項系數(shù)，取混凝土材料分項系數(shù)，取1.4第19頁/共57頁 （3 3）混凝土軸心抗拉強度）混凝土軸心抗拉強度 混凝土軸心抗拉強度混凝土軸心抗拉強度ft是采用是采用100mm100mm500mm的棱柱體，兩端設(shè)的棱柱體，兩端設(shè)有螺紋鋼筋有螺紋鋼筋(圖圖1-7)，在實驗機上受拉來測定，在實驗機上受拉來測定的。當(dāng)試件拉裂時測得的平均拉應(yīng)力即為混的。當(dāng)試件拉裂時測得的平均拉應(yīng)力即為混凝土的軸心抗拉強度。實驗表明，混凝土的凝土的軸心抗拉強度。實驗表明，混凝土的抗拉強度比抗壓強度低得多，混凝土軸心抗抗拉強度比抗壓強度低得多，混凝土軸心抗拉強度只是混凝土立方體抗壓強度的拉強度只是

25、混凝土立方體抗壓強度的1/171/8倍倍,而且隨混凝土強度等級的提高而減小。而且隨混凝土強度等級的提高而減小。通過實驗，新規(guī)范按下式計算：通過實驗，新規(guī)范按下式計算： 500 150 15010016軸心受拉試驗圖：1.7245. 055. 0,)645. 11 (395. 088. 0ckcutkffctktff/第20頁/共57頁式中：式中： ftk混凝土軸心抗拉強度標準值混凝土軸心抗拉強度標準值 ft混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值 c2C40以上混凝土脆性折減系數(shù)，以上混凝土脆性折減系數(shù)， C40取取1.0， C80取取0.87，其間按線性差值計算。，其間按線性差值計算

26、。 混凝土立方體強度變異系數(shù)混凝土立方體強度變異系數(shù) c混凝土材料分項系數(shù)，取混凝土材料分項系數(shù)，取1.4 軸心受拉試驗由于兩端所埋設(shè)的鋼筋不易對中，實軸心受拉試驗由于兩端所埋設(shè)的鋼筋不易對中，實測數(shù)據(jù)偏差較大，目前國內(nèi)普遍采用立方體試件做劈拉測數(shù)據(jù)偏差較大，目前國內(nèi)普遍采用立方體試件做劈拉試驗試驗來代替。來代替。第21頁/共57頁劈拉試驗PaP拉壓壓22aPfsp4/319. 0cuspff圖：1-8第22頁/共57頁（4 4）混凝土強度指標）混凝土強度指標混凝土強度也有標準值和設(shè)計值之分，混凝土強度的標準值具混凝土強度也有標準值和設(shè)計值之分，混凝土強度的標準值具有有95%的保證率，若將其除

27、以材料分項系數(shù)的保證率，若將其除以材料分項系數(shù)c（c=1.4），即得，即得混凝土強度設(shè)計值，混凝土強度標準值按下表采用?；炷翉姸仍O(shè)計值，混凝土強度標準值按下表采用。混凝土強度標準值（N/mm2）混混 凝凝 土土 強強 度度 等等 級級強強度度種種類類符符號號C15C20C25C30C35軸軸心心抗抗壓壓強強度度fck10.013.416.720.123.4軸軸心心抗抗拉拉強強度度ftk1.271.541.782.012.20混混 凝凝 土土 強強 度度 等等 級級C40C45C50C55C60C65C70C75C8026.829.632.435.538.541.544.547.450.22.

28、402.512.652.742.852.933.003.053.10表表1-5第23頁/共57頁混凝土立方體強度實測值、立方體強度標準值、軸心抗壓標準值、混凝土立方體強度實測值、立方體強度標準值、軸心抗壓標準值、軸心抗拉標準值之間的關(guān)系軸心抗拉標準值之間的關(guān)系立方體強度實測值立方體強度實測值：每個立方體試件實際測得的強度值每個立方體試件實際測得的強度值f 0cu立方體強度標準值：立方體強度標準值： 規(guī)范規(guī)范規(guī)定材料強度的標準值規(guī)定材料強度的標準值 應(yīng)具有不小于應(yīng)具有不小于95%的保證率的保證率 立方體強度標準值立方體強度標準值fcu,k即為混凝土強度等級即為混凝土強度等級)645.11 (,m

29、cukcuff 規(guī)范規(guī)范在確定混凝土在確定混凝土軸心抗壓強度和軸心抗拉強度標準值軸心抗壓強度和軸心抗拉強度標準值時，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。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。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，對軸心抗壓強度和軸心抗拉強度，還采用了以下兩個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，還采用了以下兩個折減系數(shù)折減系數(shù)：結(jié)構(gòu)中混凝土強度與混凝土試件強度的比值，?。航Y(jié)

30、構(gòu)中混凝土強度與混凝土試件強度的比值，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，中間按線性規(guī)律變化。，中間按線性規(guī)律變化。第24頁/共57頁（二）、混凝土的變形（二）、混凝土的變形 混凝土的變形可分為兩類：混凝土的變形可分為兩類：一類是受力引起的變形；另一類一類是受力引起的變形；另一類是收縮和溫度變化引起的變形。是收縮和溫度變化引起的變形。（1）混凝土的受力變形）混凝土的受力變形 混凝土單向受壓時的應(yīng)力混凝土單向受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 混凝土單軸受力時的應(yīng)力混凝土單軸受力時的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程

31、的重要力學(xué)特征過程的重要力學(xué)特征 是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計算理論的必是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機進行非線性分析的基礎(chǔ)。試驗表明混要依據(jù)，也是利用計算機進行非線性分析的基礎(chǔ)。試驗表明混凝土完整的應(yīng)力應(yīng)變曲線包括兩部分：凝土完整的應(yīng)力應(yīng)變曲線包括兩部分：上升階段和下降階段上升階段和下降階段。 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定。測定。 在普通試驗機上采用在普通試驗機上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度加載，達到軸心抗壓加載，達到軸心抗壓強度強度fc時，試驗機中集聚的彈性應(yīng)變能大

32、于試件所能吸收的應(yīng)時，試驗機中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線的線的上升段上升段。 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)高彈性元件與試件加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得應(yīng)力一同受壓，以吸收試驗機內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線的變曲線的下降段下降段。第25頁/共57頁圖：1-9第26頁/共57頁 強度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往

33、往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。峰值應(yīng)力強度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。峰值應(yīng)力fc所對應(yīng)的應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)變0約為約為0.002左右，應(yīng)力小于左右，應(yīng)力小于0.3fc時混凝土處于彈性階段，混凝土內(nèi)部幾乎沒有裂縫，時混凝土處于彈性階段，混凝土內(nèi)部幾乎沒有裂縫，0.30.8 fc之間，混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展，但能保持穩(wěn)定，大于之間，混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展，但能保持穩(wěn)定，大于0.8 fc混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展很快，塑性變形顯著增大，體積應(yīng)變逐漸由壓縮轉(zhuǎn)為擴張?；炷羶?nèi)部

34、裂縫發(fā)展很快，塑性變形顯著增大，體積應(yīng)變逐漸由壓縮轉(zhuǎn)為擴張。0圖 1-10 不同強度混凝土的應(yīng)力 -應(yīng)變關(guān)系曲線00.0020.0040.0060.0080.01204060 (MPa)C20C40C60C80fc0.3fc第27頁/共57頁不涂潤滑劑涂潤滑劑圖：1-11混凝土破壞機理fc 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)，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。因此將徐變的發(fā)展將不收斂，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將0.8fc作作為混凝土的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

35、性好，在相同的 /fc比值下，徐變比普通比值下，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，高強混凝土線性徐變的范形較大，故兩者總變形接近。此外，高強混凝土線性徐變的范圍可達圍可達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36頁/共57頁（2）混凝土的收縮變形）混凝土的收縮變形 混凝土在水中硬化時體積會膨脹，但其值較小，對混凝土影混凝土在水中硬化時體積會膨脹，但其值較小，對混凝土影響不大。響不大。 混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，

36、這種現(xiàn)象稱為混凝土的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。 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，時，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。混凝土收縮會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。土收縮會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)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)），收縮也會（如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會引起不利的內(nèi)力

37、。引起不利的內(nèi)力。第37頁/共57頁樓板干燥收縮裂縫與邊框架的變形圖：1-16第38頁/共57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)展較早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的快，兩周可完成全部收縮的25%，一個月可完成，一個月可完成50%，以后，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。變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)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 28dtsh(25)10-425%50%圖：1-17第39頁/共5

38、7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)。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

39、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40頁/共57頁一、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)一、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)（一）鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用（一）鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用 鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，是保證鋼筋和混凝土共同工作的鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，是保證鋼筋和混凝土共同工作的必要條件，其在混凝土中的粘結(jié)錨固力有以下四個方面：必要條件，其在混凝土中的粘結(jié)錨固力有以下四個方面：鋼筋和混凝土接觸面上的粘結(jié)鋼筋和混凝土接觸面上的粘結(jié)化學(xué)吸附力化學(xué)吸附力，

40、亦稱，亦稱膠結(jié)力膠結(jié)力。這來源于澆注時水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護過。這來源于澆注時水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護過程中水泥晶體的生長和硬化，從而使水泥膠體與鋼筋表面產(chǎn)生程中水泥晶體的生長和硬化，從而使水泥膠體與鋼筋表面產(chǎn)生吸附膠著作用。這種化學(xué)吸附力只能在鋼筋和混凝土的界面處吸附膠著作用。這種化學(xué)吸附力只能在鋼筋和混凝土的界面處于原生狀態(tài)時才存在，于原生狀態(tài)時才存在，旦發(fā)生滑移，它就失去作用旦發(fā)生滑移，它就失去作用 ，其值很，其值很小，不起明顯作用。小，不起明顯作用。鋼筋與混凝土之間的鋼筋與混凝土之間的摩阻力摩阻力。由于混凝土凝固時收縮使鋼。由于混凝土凝固時收縮使鋼筋與混凝土接

41、觸面上產(chǎn)生正應(yīng)力，因此，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生正應(yīng)力，因此，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對滑移時相對滑移時(或有相對滑移的趨勢時或有相對滑移的趨勢時)，在鋼筋和混凝土的界面，在鋼筋和混凝土的界面上將產(chǎn)生摩阻力。上將產(chǎn)生摩阻力。光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)力主要靠摩阻力光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)力主要靠摩阻力。 第41頁/共57頁鋼筋與混凝土的鋼筋與混凝土的咬合力咬合力。對于光面鋼筋，咬合力是指表面粗糙。對于光面鋼筋，咬合力是指表面粗糙不平而產(chǎn)生的咬合作用；對于帶肋鋼筋，咬合力是指帶肋鋼筋肋不平而產(chǎn)生的咬合作用；對于帶肋鋼筋，咬合力是指帶肋鋼筋肋間嵌入混凝土而形成的機械咬合作用，這是帶肋鋼筋與混

42、凝土粘間嵌入混凝土而形成的機械咬合作用，這是帶肋鋼筋與混凝土粘結(jié)力的主要來源。結(jié)力的主要來源。機械錨固力機械錨固力彎鉤、彎折及附加錨固措施所提供的粘結(jié)錨固作用彎鉤、彎折及附加錨固措施所提供的粘結(jié)錨固作用。raad劈裂裂縫ftft(a)擠壓產(chǎn)生的咬合力(b)A-A剖面上的力圖：1-18第42頁/共57頁dlT圖：1-19ldTmax第43頁/共57頁（二）鋼筋的錨固與連接（二）鋼筋的錨固與連接 (1)鋼筋的錨固鋼筋的錨固為了使鋼筋和混凝土能可靠地共同工作，鋼筋在混凝土中必須有為了使鋼筋和混凝土能可靠地共同工作，鋼筋在混凝土中必須有可靠的錨固?？煽康腻^固。受拉鋼筋的錨固受拉鋼筋的錨固當(dāng)計算中充分利

43、用鋼筋的強度時，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受拉鋼筋的當(dāng)計算中充分利用鋼筋的強度時，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受拉鋼筋的錨固長度應(yīng)按下列公式計算：錨固長度應(yīng)按下列公式計算：dffltYa普通鋼筋：普通鋼筋：dffltpYa預(yù)應(yīng)力鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋：第44頁/共57頁式中式中l(wèi)a 受拉鋼筋的錨固長度；受拉鋼筋的錨固長度； fy、fpy普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強度設(shè)計值普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強度設(shè)計值按表按表1-2、表、表1-3取用。取用。對應(yīng)對應(yīng)規(guī)范規(guī)范表表4.2.3-1、4.2.3-2； ft混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值，按表混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值，按表1-5采用。當(dāng)采用。當(dāng)混凝土強度大于混凝土強度大于C40時，

44、按時，按C40取用。取用。對應(yīng)對應(yīng)規(guī)范規(guī)范表表4.1.4； d 鋼筋的公稱直徑；鋼筋的公稱直徑； 鋼筋的外形系數(shù)，按表鋼筋的外形系數(shù)，按表1-7取用。取用。 對應(yīng)對應(yīng)規(guī)范規(guī)范表表9.3.1。 表表1-7 鋼筋的外形系數(shù)鋼筋的外形系數(shù)鋼筋類型鋼筋類型光面鋼筋光面鋼筋帶肋鋼筋帶肋鋼筋刻痕鋼筋刻痕鋼筋螺旋肋鋼筋螺旋肋鋼筋三股鋼絞線三股鋼絞線七股鋼七股鋼絞線絞線0.160.140.190.130.160.17第45頁/共57頁 注：光面鋼筋系指HPB235級鋼筋，其末端應(yīng)做180o彎鉤，彎后平直長度不應(yīng)小于3d，但作受壓鋼筋時，可不做彎鉤；帶肋鋼筋系指HRB335、HRB400級鋼筋和RRB400級鋼

45、筋及余熱處理鋼筋。 當(dāng)符合下列條件時，錨固長度應(yīng)加以修正：當(dāng)符合下列條件時，錨固長度應(yīng)加以修正：對于直徑大于對于直徑大于25mm的的HPB335、HRB400和和RRB400時，時，其錨固長度應(yīng)取計算結(jié)果乘以修正系數(shù)其錨固長度應(yīng)取計算結(jié)果乘以修正系數(shù)1.1 為了減少錨固長度，可在受拉鋼筋末端采用機械錨固措為了減少錨固長度，可在受拉鋼筋末端采用機械錨固措施。對于施。對于HRB335、HRB400和和RRB400級鋼筋，當(dāng)采用機級鋼筋，當(dāng)采用機械錨固措施時，其錨固長度（包括附加錨固端頭在內(nèi)）可械錨固措施時，其錨固長度（包括附加錨固端頭在內(nèi)）可取按公式計算的錨固長度的取按公式計算的錨固長度的0.7倍

46、。詳見倍。詳見 規(guī)范規(guī)范9.3.1和和9.3.2條條P114、P115第46頁/共57頁la錨固長度D=4dd5d1350(a)末端帶1350彎鉤dd5d（b）末端與鋼板穿孔塞焊dd5dd（c）末端與短鋼筋雙面貼焊圖：1-20 鋼筋機械錨固的形式及構(gòu)造要求第47頁/共57頁采用機械錨固措施時，在錨固長度范圍內(nèi)的箍筋不采用機械錨固措施時，在錨固長度范圍內(nèi)的箍筋不應(yīng)少于應(yīng)少于3個，其直徑不應(yīng)小于錨固鋼筋直徑的個，其直徑不應(yīng)小于錨固鋼筋直徑的0.25倍倍；間距不應(yīng)小于錨固直徑的；間距不應(yīng)小于錨固直徑的5倍。當(dāng)錨固鋼筋的混倍。當(dāng)錨固鋼筋的混凝土保護層厚度不小于鋼筋公稱直徑的凝土保護層厚度不小于鋼筋公稱

47、直徑的5倍時，可倍時，可不配置上述箍筋。不配置上述箍筋。受壓鋼筋的錨固受壓鋼筋的錨固當(dāng)計算中充分利用縱向鋼筋的受壓強度時，其錨固當(dāng)計算中充分利用縱向鋼筋的受壓強度時，其錨固長度不應(yīng)小于受拉鋼筋錨固長度的長度不應(yīng)小于受拉鋼筋錨固長度的0.7倍。倍。必須注意，對于光面鋼筋（受拉或受壓），其末端必須注意，對于光面鋼筋（受拉或受壓），其末端均應(yīng)做均應(yīng)做180o標準彎鉤。焊接骨架、焊接網(wǎng)中的光面標準彎鉤。焊接骨架、焊接網(wǎng)中的光面鋼筋可不做彎鉤。鋼筋可不做彎鉤。第48頁/共57頁 (2) (2)鋼筋的連結(jié)鋼筋的連結(jié) 鋼筋的接頭可分為三種：綁扎搭接、機械連接或焊接鋼筋的接頭可分為三種：綁扎搭接、機械連接或焊接。接頭宜設(shè)在受力較小處，同一根鋼筋上宜少設(shè)接頭。接頭宜設(shè)在受力較小處，同一根鋼筋上宜少設(shè)接頭。 綁扎搭接綁扎搭接 綁扎搭接的工作原理是通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強綁扎搭接的工作原理是通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強度來傳遞內(nèi)力的。因此，鋼筋的綁扎接頭要有足夠的搭接長度來傳遞內(nèi)力的。因此，鋼筋的綁扎接頭要有足夠的搭接長度。度。規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定：縱向受拉鋼筋綁扎