工程結(jié)構(gòu)第三章 材料性能課件

1、第三章第三章 結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能及選用結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能及選用 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 反映材料性能的基本指標(biāo)反映材料性能的基本指標(biāo) 鋼材鋼材 混凝土混凝土 砌體砌體3.1 結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)及強(qiáng)度取值結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)及強(qiáng)度取值3.1 結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)及強(qiáng)度取值結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)及強(qiáng)度取值n按其變形能力來(lái)分按其變形能力來(lái)分n塑性材料（破壞時(shí)有較大的塑性變形）：鋼材塑性材料（破壞時(shí)有較大的塑性變形）：鋼材n脆性材料（破壞前無(wú)明顯的塑性變形）：混凝土、磚、脆性材料（破壞前無(wú)明顯的塑性變形）：混凝土、磚、砌塊等砌塊等n材料性能分類材料性能分類重度線脹系數(shù)泊松比剪切模量彈性模量物理性能徐變與應(yīng)力松弛疲勞強(qiáng)度冷彎性能沖擊韌性

2、截面收縮率延伸率塑性指標(biāo)承壓強(qiáng)度強(qiáng)度極限屈服強(qiáng)度比例極限強(qiáng)度指標(biāo)力學(xué)性能快體與砂漿間的黏結(jié)鋼筋和混凝土間的黏結(jié)鋼材的可焊性可結(jié)合性材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)bcbcsc 塑性材料塑性材料 脆性材料脆性材料 材料的應(yīng)力材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖形應(yīng)變圖形 比例極限比例極限 應(yīng)力、應(yīng)力、應(yīng)變之間滿足線性關(guān)應(yīng)變之間滿足線性關(guān)系的最大應(yīng)力系的最大應(yīng)力 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 一般用一般用下屈服點(diǎn)作為材料的下屈服點(diǎn)作為材料的屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限 試件、試件、試樣能承受的最大名試樣能承受的最大名義應(yīng)力義應(yīng)力 承壓強(qiáng)度承壓強(qiáng)度 構(gòu)件構(gòu)件之間通過(guò)接觸面?zhèn)鬟f之間通過(guò)接觸面?zhèn)鬟f壓力稱為承壓，承壓

3、壓力稱為承壓，承壓面所能承擔(dān)的最大壓面所能承擔(dān)的最大壓應(yīng)力應(yīng)力psbc塑性材料一般受拉、受壓材料性質(zhì)相似塑性材料一般受拉、受壓材料性質(zhì)相似脆性材料抗壓強(qiáng)度高于抗拉強(qiáng)度脆性材料抗壓強(qiáng)度高于抗拉強(qiáng)度塑性材料塑性材料 脆性材料脆性材料scbcbc材料強(qiáng)度的取值方法材料強(qiáng)度的取值方法n取值依據(jù)取值依據(jù)n塑性材料強(qiáng)度取屈服值（無(wú)明顯流動(dòng)的塑性材料塑性材料強(qiáng)度取屈服值（無(wú)明顯流動(dòng)的塑性材料取名義屈服值）取名義屈服值）n脆性材料強(qiáng)度取強(qiáng)度極限脆性材料強(qiáng)度取強(qiáng)度極限n強(qiáng)度值分布規(guī)律強(qiáng)度值分布規(guī)律 隨機(jī)變量隨機(jī)變量 正態(tài)分布正態(tài)分布n強(qiáng)度特征值強(qiáng)度特征值busyff cbctbtff 平均值 infmxnxxx

4、nxf1)(121 2)(11fifxxnSfffxS/ 標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù) 材料強(qiáng)度的取值方法材料強(qiáng)度的取值方法 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 在正常情況下，可能出現(xiàn)的在正常情況下，可能出現(xiàn)的材料強(qiáng)度最小值。按材料強(qiáng)度最小值。按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取取95%的保證率即的保證率即 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 為滿足可靠度要求，將材料為滿足可靠度要求，將材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以大于強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以大于1的系數(shù)得出的強(qiáng)度值的系數(shù)得出的強(qiáng)度值)645. 11 (645. 1fmffkffkff 材料分項(xiàng)系數(shù)，由可靠度指標(biāo)和材料性質(zhì)決定材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能材料的塑性材料的塑性以試

5、件變形后的殘余變形定義塑性以試件變形后的殘余變形定義塑性長(zhǎng)試樣：圓截面長(zhǎng)試樣：圓截面 矩形截面矩形截面短試樣：圓截面短試樣：圓截面 矩形截面矩形截面dl100003 .11Al dl500065. 5Al 延伸率延伸率%100001 lll 截面收縮率截面收縮率%100010 AAA 為塑性材料為塑性材料 ；否則為脆性材料；否則為脆性材料 %5沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性 鋼材在沖擊荷載作用下斷裂時(shí)吸收機(jī)械能的一鋼材在沖擊荷載作用下斷裂時(shí)吸收機(jī)械能的一種能力，是衡量鋼材抵抗可能因低溫、應(yīng)力集中、種能力，是衡量鋼材抵抗可能因低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載作用等而致脆性斷裂的一項(xiàng)機(jī)械性能，是沖擊荷載

6、作用等而致脆性斷裂的一項(xiàng)機(jī)械性能，是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。沖擊韌性定義為試件破壞后所消耗的沖擊功沖擊韌性定義為試件破壞后所消耗的沖擊功 kkW冷彎性能和疲勞強(qiáng)度冷彎性能和疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 在循環(huán)荷載作用下，當(dāng)達(dá)在循環(huán)荷載作用下，當(dāng)達(dá)到一定的循環(huán)次數(shù)時(shí)，構(gòu)件到一定的循環(huán)次數(shù)時(shí)，構(gòu)件和發(fā)生脆性破壞，且破壞應(yīng)和發(fā)生脆性破壞，且破壞應(yīng)力遠(yuǎn)小于力遠(yuǎn)小于 ，稱為疲，稱為疲勞破壞。勞破壞。 在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)和荷載在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)和荷載變化幅度下，材料所能承受變化幅度下，材料所能承受的最大動(dòng)態(tài)應(yīng)力，稱為疲勞的最大動(dòng)態(tài)應(yīng)力，稱為疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度bs 或ff或冷彎性能冷彎性能冷彎是將直徑

7、為冷彎是將直徑為d的鋼筋繞直徑的鋼筋繞直徑為為D的彎芯彎曲到規(guī)定的角度后的彎芯彎曲到規(guī)定的角度后無(wú)裂紋或起層現(xiàn)象，則表示冷彎無(wú)裂紋或起層現(xiàn)象，則表示冷彎合格。合格。徐變和應(yīng)力松弛徐變和應(yīng)力松弛 徐變或蠕變徐變或蠕變 恒定溫度和應(yīng)力作用下，構(gòu)件的恒定溫度和應(yīng)力作用下，構(gòu)件的 變形隨時(shí)間變形隨時(shí)間t增長(zhǎng)的現(xiàn)象增長(zhǎng)的現(xiàn)象 應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛 在恒定的溫度和應(yīng)變條件下，構(gòu)件在恒定的溫度和應(yīng)變條件下，構(gòu)件 應(yīng)力隨應(yīng)力隨 時(shí)間的增加而減小的現(xiàn)象時(shí)間的增加而減小的現(xiàn)象材料的可結(jié)合性材料的可結(jié)合性 鋼材的可焊性鋼材的可焊性 焊接構(gòu)件在施焊后的強(qiáng)焊接構(gòu)件在施焊后的強(qiáng)度不應(yīng)低于母材的強(qiáng)度。度不應(yīng)低于母材的強(qiáng)度。 鋼

8、筋和混凝土之間的黏結(jié)鋼筋和混凝土之間的黏結(jié) 是鋼筋混凝是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工作的基礎(chǔ)。黏結(jié)力由摩擦力、膠結(jié)土結(jié)構(gòu)工作的基礎(chǔ)。黏結(jié)力由摩擦力、膠結(jié)力和機(jī)械咬合力組成，其黏結(jié)強(qiáng)度與鋼筋錨力和機(jī)械咬合力組成，其黏結(jié)強(qiáng)度與鋼筋錨固長(zhǎng)度、鋼筋表面形狀有關(guān)。固長(zhǎng)度、鋼筋表面形狀有關(guān)。 塊體與砂漿之間的黏結(jié)塊體與砂漿之間的黏結(jié) 黏結(jié)強(qiáng)度與砂黏結(jié)強(qiáng)度與砂漿質(zhì)量和塊體類型有關(guān)，它決定砌體的抗彎、漿質(zhì)量和塊體類型有關(guān)，它決定砌體的抗彎、抗剪和抗拉強(qiáng)度抗剪和抗拉強(qiáng)度3.2 鋼材的力學(xué)性能鋼材的力學(xué)性能 鋼材的拉伸應(yīng)力鋼材的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線及鋼材強(qiáng)度取應(yīng)變曲線及鋼材強(qiáng)度取值的依據(jù)值的依據(jù)3.2.1 鋼材的分類鋼材的分類

9、錳系鋼錳系鋼硅錳系鋼硅錳系鋼 鋼材鋼材 碳素鋼碳素鋼低合金鋼低合金鋼 低碳鋼低碳鋼含碳量含碳量0.25% 中碳鋼中碳鋼含碳量含碳量0.25%0.6% 高碳鋼高碳鋼含碳量含碳量0.6%1.4%硅釩系鋼硅釩系鋼硅鈦系鋼硅鈦系鋼硅鉻系鋼硅鉻系鋼鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響元素元素作用作用強(qiáng)度強(qiáng)度塑性塑性沖擊沖擊韌性韌性冷彎冷彎性能性能熱脆熱脆冷脆冷脆碳碳含量對(duì)鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和含量對(duì)鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性有決定性影響焊接性有決定性影響0.22%高高低低低低低低錳錳適量適量碳素鋼中作為脫氧劑碳素鋼中作為脫氧劑0.30.8%低合金鋼中作為合金元素低合金鋼中作

10、為合金元素1.21.6%提高提高沒(méi)過(guò)多的降低沒(méi)過(guò)多的降低改善改善過(guò)量過(guò)量降低降低減少氧、硫的有減少氧、硫的有害影響害影響變脆變脆硅硅過(guò)量過(guò)量熔煉鎮(zhèn)靜鋼的脫氧劑。且能使鋼中熔煉鎮(zhèn)靜鋼的脫氧劑。且能使鋼中純鐵晶粒細(xì)小和散布均勻純鐵晶粒細(xì)小和散布均勻提高提高無(wú)顯著不良影響無(wú)顯著不良影響適量適量降低，且惡化抗降低，且惡化抗銹蝕能力和焊接銹蝕能力和焊接性性0.3%（Q235）或）或0.6%（16Mn、15MnV）釩釩提高強(qiáng)度和細(xì)化晶粒，高溫硬度提高提高強(qiáng)度和細(xì)化晶粒，高溫硬度提高硫硫熱脆（熱脆（FeS在高溫熔化而使鋼材出現(xiàn)裂紋），在高溫熔化而使鋼材出現(xiàn)裂紋），使鋼的焊接性變壞使鋼的焊接性變壞降低降低含量

11、含量0.035%0.05%磷磷冷脆（低溫韌性降低并產(chǎn)生脆性破壞）冷脆（低溫韌性降低并產(chǎn)生脆性破壞）0.035%0.045%氧、氮、氧、氮、氫氫氧同硫增加鋼的脆性；氮類似磷，將低鋼的塑性、沖擊韌性并增大其冷脆性；氫在低溫時(shí)易使氧同硫增加鋼的脆性；氮類似磷，將低鋼的塑性、沖擊韌性并增大其冷脆性；氫在低溫時(shí)易使鋼產(chǎn)生脆性破壞。鋼產(chǎn)生脆性破壞。鋼材的牌號(hào)鋼材的牌號(hào) 鑄造碳鋼鑄造碳鋼:： 鑄鋼代號(hào)鑄鋼代號(hào)ZG、屈服點(diǎn)、屈服點(diǎn)fy-抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度f(wàn)u，例，例ZG200-400 鋼筋中的低合金鋼鋼筋中的低合金鋼: 平均含碳量萬(wàn)分?jǐn)?shù)、主要合金元素符號(hào)、合金含平均含碳量萬(wàn)分?jǐn)?shù)、主要合金元素符號(hào)、合金含量百分?jǐn)?shù)

12、。其中合金元素含量量百分?jǐn)?shù)。其中合金元素含量1.5%時(shí)不標(biāo)注，時(shí)不標(biāo)注，1.5%時(shí)標(biāo)注時(shí)標(biāo)注2， 2.5%時(shí)標(biāo)注時(shí)標(biāo)注3，此類推。例如，此類推。例如16Mn、20MnSi、40Si2MnV 螺栓用鋼：螺栓用鋼： 用碳鋼或低合金鋼制造。用碳鋼或低合金鋼制造。 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度.屈強(qiáng)比抗屈強(qiáng)比抗拉強(qiáng)度以拉強(qiáng)度以t/cm2為單位。螺栓有為單位。螺栓有4.6級(jí)、級(jí)、4.8級(jí)、級(jí)、8.8級(jí)和級(jí)和10.9級(jí)四個(gè)級(jí)別。級(jí)四個(gè)級(jí)別。鋼材的牌號(hào)鋼材的牌號(hào)結(jié)構(gòu)鋼材牌號(hào)結(jié)構(gòu)鋼材牌號(hào)n 碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)代表屈服點(diǎn)字母代表屈服點(diǎn)字母Q、屈服應(yīng)力、屈服應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)值、-質(zhì)量等級(jí)、脫氧方法，例如質(zhì)量等級(jí)、脫

13、氧方法，例如Q235-AF、Q255-C。碳素結(jié)構(gòu)鋼共分。碳素結(jié)構(gòu)鋼共分Q195、Q215、Q235、Q255和和Q275五個(gè)牌號(hào)，鋼結(jié)構(gòu)中通常僅使用五個(gè)牌號(hào)，鋼結(jié)構(gòu)中通常僅使用Q235。Q235鋼根據(jù)厚度尺寸，分為鋼根據(jù)厚度尺寸，分為6檔。檔。 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)A、B、C、D 脫氧方法脫氧方法F、b、Z、TZ 低合金高強(qiáng)度鋼牌號(hào)低合金高強(qiáng)度鋼牌號(hào)代表屈服點(diǎn)字母代表屈服點(diǎn)字母Q、屈服、屈服應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值、應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值、-質(zhì)量等級(jí)例如質(zhì)量等級(jí)例如Q295B、Q420E。低合。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共分金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共分Q295、Q345、Q390、Q420和和Q460五個(gè)牌號(hào)，其中五個(gè)牌號(hào)，其中Q345鋼

14、、鋼、Q390鋼和鋼和Q420鋼為鋼鋼為鋼結(jié)構(gòu)的選用鋼材。結(jié)構(gòu)的選用鋼材。 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)A、B、C、D、E鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格 鋼板鋼板 厚厚h、寬寬b、長(zhǎng)長(zhǎng)l厚鋼板：厚鋼板：h=4.560mm，b=6003000mm，l=412m薄鋼板：薄鋼板：h=0.354mm，b=5001500mm，l=0.54m扁鋼板：扁鋼板：h=460mm，b=12200mm，l=39m花紋鋼板：花紋鋼板：h=2.58mm，b=6001800mm，l=0.612m 型鋼型鋼 工字鋼字鋼 槽鋼槽鋼 角鋼角鋼 鋼管鋼管鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格鋼筋和鋼絲鋼筋和鋼絲鋼筋鋼筋 : 是指用于混凝土結(jié)構(gòu)或配筋砌體中的直徑在是指用

15、于混凝土結(jié)構(gòu)或配筋砌體中的直徑在450mm范圍內(nèi)的園鋼。范圍內(nèi)的園鋼。5mm及以下的細(xì)鋼筋稱為及以下的細(xì)鋼筋稱為鋼絲。鋼絲。12mm及以下的鋼筋或鋼絲常以盤(pán)圓形式提及以下的鋼筋或鋼絲常以盤(pán)圓形式提供。供。按外形分：按外形分：光面（直徑為光面（直徑為650mm）和變形（采用與）和變形（采用與光面鋼筋相同重量的當(dāng)量直徑，直徑一般不小于光面鋼筋相同重量的當(dāng)量直徑，直徑一般不小于10mm） 鋼筋的種類鋼筋的種類n熱軋鋼筋：熱軋鋼筋：由低碳鋼、低合金鋼熱軋而成，均為由低碳鋼、低合金鋼熱軋而成，均為軟鋼，按屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值大小分為：軟鋼，按屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值大小分為：HPB235、HRB335、HRB400和和

16、RRB400四個(gè)級(jí)別。其中四個(gè)級(jí)別。其中HPB235為為Q235鋼，光圓形式。鋼，光圓形式。 HRB335、 RRB400級(jí)變形鋼筋均為級(jí)變形鋼筋均為20MnSi鋼，后者經(jīng)余鋼，后者經(jīng)余熱處理。熱處理。 HRB400鋼筋由鋼筋由20MnSiV鋼、鋼、 20MnSiNb鋼或鋼或 20MnTi制成，為變形鋼筋。制成，為變形鋼筋。n熱處理鋼筋：熱處理鋼筋：由由40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr等合金鋼熱軋而成的鋼筋進(jìn)行加溫、淬火和回火等合金鋼熱軋而成的鋼筋進(jìn)行加溫、淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理而得到的鋼筋。熱處理鋼筋強(qiáng)度大幅等調(diào)質(zhì)處理而得到的鋼筋。熱處理鋼筋強(qiáng)度大幅度提高、塑性降低不多，均為硬鋼

17、。度提高、塑性降低不多，均為硬鋼。n消除應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼絲：將高碳鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)冷拔后，中：將高碳鎮(zhèn)靜鋼經(jīng)冷拔后，中溫回火消除應(yīng)力并穩(wěn)定化處理的光面鋼筋。溫回火消除應(yīng)力并穩(wěn)定化處理的光面鋼筋。n刻痕鋼絲刻痕鋼絲：在光面鋼絲的表面上進(jìn)行刻痕處：在光面鋼絲的表面上進(jìn)行刻痕處理，以增加鋼絲和混凝土之間的粘結(jié)力。理，以增加鋼絲和混凝土之間的粘結(jié)力。n螺紋肋鋼絲螺紋肋鋼絲：以普通的低碳鋼或低合金鋼熱：以普通的低碳鋼或低合金鋼熱軋的盤(pán)圓條為母材，經(jīng)冷軋減徑后在其表面軋的盤(pán)圓條為母材，經(jīng)冷軋減徑后在其表面冷軋二面或三面有月牙肋的鋼筋。冷軋二面或三面有月牙肋的鋼筋。n鋼鉸線：鋼鉸線：由由3股或股或7股高強(qiáng)鋼絲絞盤(pán)

18、在一起經(jīng)股高強(qiáng)鋼絲絞盤(pán)在一起經(jīng)過(guò)低溫回火處理消除應(yīng)力后制成。過(guò)低溫回火處理消除應(yīng)力后制成。 鋼筋的表示符號(hào)鋼筋的表示符號(hào) 例例 212 8 150熱軋鋼筋熱軋鋼筋鋼鉸鋼鉸線線消除應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼絲熱處熱處理鋼理鋼絲絲HPB235HRB335HRB400RRB400光面光面螺旋肋螺旋肋刻痕刻痕鋼筋的冷加工鋼筋的冷加工 結(jié)構(gòu)鋼材選用的基本原則結(jié)構(gòu)鋼材選用的基本原則 結(jié)構(gòu)的重要性等級(jí)結(jié)構(gòu)的重要性等級(jí)：一、二、三級(jí)：一、二、三級(jí)n荷載特征荷載特征： 結(jié)構(gòu)所承受的荷載可為靜力或動(dòng)力的；經(jīng)結(jié)構(gòu)所承受的荷載可為靜力或動(dòng)力的；經(jīng)常作用、有時(shí)作用或偶然出現(xiàn)的；經(jīng)常滿常作用、有時(shí)作用或偶然出現(xiàn)的；經(jīng)常滿載或經(jīng)常

19、不滿載等載或經(jīng)常不滿載等n連接方式連接方式： 焊接結(jié)構(gòu)鋼材的質(zhì)量要求應(yīng)高于同樣情況焊接結(jié)構(gòu)鋼材的質(zhì)量要求應(yīng)高于同樣情況的非焊接結(jié)構(gòu)，碳、硫、磷等有害元素的的非焊接結(jié)構(gòu)，碳、硫、磷等有害元素的含量應(yīng)較低，塑性和韌性應(yīng)較好，而且還含量應(yīng)較低，塑性和韌性應(yīng)較好，而且還應(yīng)該具有含碳量的合格保證應(yīng)該具有含碳量的合格保證n結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度：n 對(duì)經(jīng)常處于或可能處于較低負(fù)溫下工對(duì)經(jīng)常處于或可能處于較低負(fù)溫下工作的鋼結(jié)構(gòu)、尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用化作的鋼結(jié)構(gòu)、尤其是焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用化學(xué)成分和機(jī)械性能質(zhì)量較好和脆性轉(zhuǎn)變溫學(xué)成分和機(jī)械性能質(zhì)量較好和脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)工作環(huán)境溫度的鋼材度低于結(jié)構(gòu)

20、工作環(huán)境溫度的鋼材n鋼材的厚度鋼材的厚度：n 厚度大的鋼材其強(qiáng)度、沖擊韌性和焊厚度大的鋼材其強(qiáng)度、沖擊韌性和焊接性能都較差，且易產(chǎn)生三向殘余應(yīng)力。接性能都較差，且易產(chǎn)生三向殘余應(yīng)力。構(gòu)件厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用質(zhì)量好的鋼構(gòu)件厚度大的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用質(zhì)量好的鋼材。材。鋼材的選用鋼材的選用 承重結(jié)構(gòu)的鋼材：承重結(jié)構(gòu)的鋼材：宜選用宜選用Q235鋼、鋼、Q345鋼、鋼、 Q390鋼和鋼和Q420鋼。鋼。 選擇選擇鋼筋或鋼絲應(yīng)考慮鋼筋或鋼絲應(yīng)考慮：強(qiáng)度、塑性、可強(qiáng)度、塑性、可焊性及與混凝土的粘結(jié)性焊性及與混凝土的粘結(jié)性要求。普通鋼筋宜采要求。普通鋼筋宜采用用HRB400級(jí)和級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋，也可采用級(jí)

21、鋼筋，也可采用HPB235級(jí)和級(jí)和RRB400級(jí)；預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用級(jí)；預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。 普通鋼筋：普通鋼筋：指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力筋。筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力筋。3.2.2 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值結(jié)構(gòu)鋼材結(jié)構(gòu)鋼材n抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ，對(duì)鋼，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)中Q235鋼鋼取取1.087，對(duì)，對(duì)Q345鋼、鋼、Q390鋼鋼和和Q420鋼鋼取取1.111n抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值n端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)

22、值端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值其中抗力分項(xiàng)系數(shù)對(duì)其中抗力分項(xiàng)系數(shù)對(duì)Q235鋼和鋼和Q345鋼取鋼取1.15，對(duì)，對(duì)Q390鋼和鋼和Q420鋼取鋼取1.175 kff yyvyfff58. 03 fffv5803.RuuRucekcefff cekvykfff鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼鑄件鋼鑄件n抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值n端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值n抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fffv5803.uceff650.yff780.鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫n對(duì)接焊縫的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值對(duì)接焊縫的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 取

23、母材的強(qiáng)度值：取母材的強(qiáng)度值：n抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：角焊縫、鉚釘、螺栓連接角焊縫、鉚釘、螺栓連接 取材料的抗拉強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)值乘一經(jīng)驗(yàn)系數(shù)得設(shè)計(jì)值取材料的抗拉強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)值乘一經(jīng)驗(yàn)系數(shù)得設(shè)計(jì)值ffffwvwc58. 0 fffwt85. 0焊縫質(zhì)量1、2級(jí)焊縫質(zhì)量3級(jí)wcf鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 鋼筋鋼筋 受拉鋼筋受拉鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 受壓鋼筋受壓鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 spykpysykyffff yysssyffEEf002. 0 混凝土最大壓應(yīng)變混凝土最大壓應(yīng)變?yōu)闉?.002, 所以鋼筋以應(yīng)所以鋼筋以應(yīng)變變0.002為控制條件為控制條件3.2.3 鋼材的本構(gòu)模型

24、鋼材的本構(gòu)模型理想彈塑性模型理想彈塑性模型hsyysfE,y 未考慮強(qiáng)化效應(yīng)未考慮強(qiáng)化效應(yīng)鋼材的本構(gòu)模型鋼材的本構(gòu)模型n理想彈塑性線性強(qiáng)化模型理想彈塑性線性強(qiáng)化模型在理想彈塑性模型的基礎(chǔ)上考慮線性強(qiáng)化)( ,hssyushsEf當(dāng)鋼材的本構(gòu)模型鋼材的本構(gòu)模型n彈塑性模型彈塑性模型沒(méi)有明顯的流幅鋼材的本構(gòu)模型鋼材的本構(gòu)模型n剛塑性模型剛塑性模型 當(dāng)塑性變形足夠大時(shí)，略去彈性變形僅考慮塑性變當(dāng)塑性變形足夠大時(shí)，略去彈性變形僅考慮塑性變形的模型形的模型3.3 混凝土混凝土 混凝土混凝土是由水泥、骨料（砂和石）和水按一定比例配和凝是由水泥、骨料（砂和石）和水按一定比例配和凝結(jié)硬化而成的人工石材。結(jié)硬化

25、而成的人工石材。 混凝土的結(jié)構(gòu)：混凝土的結(jié)構(gòu)：宏觀結(jié)構(gòu)、亞微觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。宏觀結(jié)構(gòu)、亞微觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。 混凝土的彈塑性性質(zhì)混凝土的彈塑性性質(zhì) 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和和C80共十四級(jí)共十四級(jí) C表示混凝土表示混凝土（concrete），），C后的數(shù)值為后的數(shù)值為混凝土的立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土的立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 3.3.1 混凝土受壓破壞機(jī)理混凝土受壓破壞機(jī)理立方體受壓立方體受壓尺寸效應(yīng)：立方體尺尺寸效應(yīng)：立方體尺寸越小，實(shí)驗(yàn)得出的寸越小，實(shí)驗(yàn)得出的抗壓強(qiáng)度越高抗壓強(qiáng)度

26、越高為了便于比較，需統(tǒng)一試樣尺寸和試驗(yàn)方法為了便于比較，需統(tǒng)一試樣尺寸和試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊150mm150mm150mm，不涂潤(rùn)滑劑。立方體抗壓強(qiáng)度值，不涂潤(rùn)滑劑。立方體抗壓強(qiáng)度值 作為劃分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)作為劃分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)cuf尺寸效應(yīng)的原因：尺寸效應(yīng)的原因：1）內(nèi)部缺陷少；內(nèi)部缺陷少；2）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)方法的影響，箍的作用方法的影響，箍的作用標(biāo)準(zhǔn)試塊、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試塊、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為150mm150mm150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊、在試塊、在203C的溫度和相對(duì)濕度在的溫度和相對(duì)濕度在90%以上的以上的潮濕

27、空氣中養(yǎng)護(hù)潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天，依照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的天，依照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。保證率的抗壓強(qiáng)度。 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法：標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法： 試件上下表面不加潤(rùn)滑劑試件上下表面不加潤(rùn)滑劑 加載速度：加載速度：C30時(shí)，時(shí)，0.30.5N/mm2/秒；秒； C30時(shí)，時(shí)，0.50.8N/mm2/秒。秒。 試件尺寸：邊長(zhǎng)為試件尺寸：邊長(zhǎng)為200mm或或100mm時(shí)，分別乘時(shí)，分別乘換算系數(shù)換算系數(shù)1.05和和0.95。 混凝土的齡期：混凝土的齡期：28天天2. 棱柱受壓棱柱受壓 混凝土實(shí)際狀態(tài)為棱柱體受壓，且端面不存在約混凝土實(shí)際狀態(tài)為棱柱體受壓，且端面不存在約束。試驗(yàn)中選用束

28、。試驗(yàn)中選用150mm 150mm 450mm450mm，或選，或選150mm 150mm 600mm600mm的試樣。的試樣。 試驗(yàn)得出的強(qiáng)度值稱為混試驗(yàn)得出的強(qiáng)度值稱為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。立方抗凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。立方抗壓強(qiáng)度與軸心抗壓強(qiáng)度之間可壓強(qiáng)度與軸心抗壓強(qiáng)度之間可建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系。建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系。cf3388. 021cukccckff3. 三向受壓三向受壓n混凝土的三向受壓強(qiáng)度高于單向受壓強(qiáng)度?；炷恋娜蚴軌簭?qiáng)度高于單向受壓強(qiáng)度。n隨著側(cè)壓力的提高，試件的橫向變形受到約束，使隨著側(cè)壓力的提高，試件的橫向變形受到約束，使豎向抗壓強(qiáng)度得到提高。豎向抗壓強(qiáng)度得到提高。n側(cè)壓力對(duì)混凝土強(qiáng)度

29、的影響側(cè)壓力對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響3.3.2 混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為其標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為其標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取 ，則，則 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度都可通過(guò)立方體抗壓強(qiáng)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度都可通過(guò)立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行換算，度進(jìn)行換算， 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 與混凝土立方體抗壓強(qiáng)度與混凝土立方體抗壓強(qiáng)度 的的關(guān)系：關(guān)系：4 . 1kff cufcfkcuccckff,.21880 其中其中c1為軸壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度之比，為軸壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度之比，C50時(shí)，取時(shí)，取0.76，對(duì)對(duì)C80

30、取取0.82，中間按線性插值確定；，中間按線性插值確定；c2為為C40以上混凝土考以上混凝土考慮脆性折減系數(shù)，對(duì)慮脆性折減系數(shù)，對(duì)C40取取1.0，對(duì)，對(duì)C80取取0.87，中間按線性插，中間按線性插值確定。值確定。0.88為結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度與試件混凝土強(qiáng)度的比值。為結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度與試件混凝土強(qiáng)度的比值。（混凝土強(qiáng)度修正系數(shù)。）（混凝土強(qiáng)度修正系數(shù)。）4 . 1c混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度n試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法n劈裂試驗(yàn)：墊條的尺寸、試件尺寸對(duì)試驗(yàn)結(jié)果均有影響。劈裂試驗(yàn)：墊條的尺寸、試件尺寸對(duì)試驗(yàn)結(jié)果均有影響。劈裂抗拉強(qiáng)度略大于直接受拉強(qiáng)度。劈裂抗拉強(qiáng)度略大于直接受拉強(qiáng)度。n直接抗拉試驗(yàn)直接抗拉試

31、驗(yàn) 試件為試件為100mm100mm100mm500mm500mm，兩端埋，兩端埋有伸出長(zhǎng)度為有伸出長(zhǎng)度為150mm150mm的變形鋼筋。的變形鋼筋?？估瓘?qiáng)度與立方抗壓強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系n系數(shù)系數(shù)0.395和指數(shù)和指數(shù)0.55是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的。出的。n規(guī)范對(duì)混凝土立方體強(qiáng)度采用的變異系規(guī)范對(duì)混凝土立方體強(qiáng)度采用的變異系數(shù)如下：數(shù)如下：5502450645113950880.,.kcuctkff C15C20C25C30C35C40C45C50C50C60C800.210.180.160.140.130.120.120.110.110.10kcuf, 混凝土的選用混凝土的選用n鋼

32、筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低不宜低于于C15；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于級(jí)不宜低于C20；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB400和和RRB400級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于于C20。n預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不不宜低于宜低于C30；當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲、熱處理；當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。n當(dāng)采用當(dāng)采用山砂

33、混凝土和高爐混凝土?xí)r，尚應(yīng)符山砂混凝土和高爐混凝土?xí)r，尚應(yīng)符合專門(mén)規(guī)程的規(guī)定。合專門(mén)規(guī)程的規(guī)定。 3.3.3 3.3.3 混凝土的變形性能混凝土的變形性能 1. 一次短期加載時(shí)的變形一次短期加載時(shí)的變形 2. 重復(fù)荷載作用的變形及疲勞強(qiáng)度重復(fù)荷載作用的變形及疲勞強(qiáng)度 3. 混凝土的模量混凝土的模量 4. 荷載長(zhǎng)期作用下的變形荷載長(zhǎng)期作用下的變形 5. 混凝土的體積變形混凝土的體積變形1. 一次短期加載時(shí)的變形性能（1）上升段）上升段 1. OA（0.30.4fc），混），混凝土的變形主要是骨料和凝土的變形主要是骨料和水泥結(jié)晶體受力產(chǎn)生的彈水泥結(jié)晶體受力產(chǎn)生的彈性變形，內(nèi)部原有的微裂性變形，內(nèi)部

34、原有的微裂縫處于穩(wěn)定狀態(tài)?？p處于穩(wěn)定狀態(tài)。 2. AB（B為臨界點(diǎn)），為臨界點(diǎn)），裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段，塑性裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段，塑性變形逐漸增大。變形逐漸增大。 3.BC段，內(nèi)部微裂縫進(jìn)段，內(nèi)部微裂縫進(jìn)入非穩(wěn)定發(fā)展階段，已延入非穩(wěn)定發(fā)展階段，已延伸擴(kuò)展為若干連通的裂縫。伸擴(kuò)展為若干連通的裂縫。對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為混凝土的棱對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為混凝土的棱柱體抗壓強(qiáng)度，相應(yīng)的應(yīng)柱體抗壓強(qiáng)度，相應(yīng)的應(yīng)變?yōu)榉逯祽?yīng)變。變?yōu)榉逯祽?yīng)變。1. 一次短期加載時(shí)的變形性能（2）下降段）下降段峰值應(yīng)力以后，裂峰值應(yīng)力以后，裂縫迅速發(fā)展，內(nèi)部縫迅速發(fā)展，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體性受到結(jié)構(gòu)的整體性受到越來(lái)越嚴(yán)重的破壞，越來(lái)越嚴(yán)重的破壞，賴以傳遞荷載的

35、路賴以傳遞荷載的路徑不斷減少，試件徑不斷減少，試件的平均應(yīng)力強(qiáng)度下的平均應(yīng)力強(qiáng)度下降。過(guò)拐點(diǎn)后，荷降。過(guò)拐點(diǎn)后，荷載由骨料間的咬合載由骨料間的咬合力及摩擦力共同承力及摩擦力共同承受。受。卸載時(shí)的變形性能混凝土卸載曲線混凝土卸載曲線 cd瞬時(shí)恢復(fù)的彈瞬時(shí)恢復(fù)的彈性應(yīng)變性應(yīng)變bc彈性后效彈性后效ob殘余應(yīng)變殘余應(yīng)變混凝土受拉時(shí)應(yīng)力混凝土受拉時(shí)應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變關(guān)系與受壓時(shí)相似，變關(guān)系與受壓時(shí)相似，峰值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)诜逯祵?duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)?.005%0.027%之間之間不同強(qiáng)度的混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線不同強(qiáng)度的混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線n峰值應(yīng)變峰值應(yīng)變 變化不大變化不大n隨混凝土強(qiáng)隨混凝土強(qiáng)度的提高下度的提高下降段變陡，降

36、段變陡，即延性變差即延性變差2 重復(fù)荷載作用下的變形特點(diǎn)及疲勞強(qiáng)度n疲勞強(qiáng)度：重復(fù)加載卸載循環(huán)次數(shù)達(dá)疲勞強(qiáng)度：重復(fù)加載卸載循環(huán)次數(shù)達(dá)2106次以上時(shí)才引次以上時(shí)才引起混凝土破壞的最大應(yīng)力定義為混凝土的疲勞強(qiáng)度。起混凝土破壞的最大應(yīng)力定義為混凝土的疲勞強(qiáng)度。n疲勞強(qiáng)度值一般為疲勞強(qiáng)度值一般為0.5fc3 3 混凝土的變形模量混凝土的變形模量 的單位為的單位為N/mm2kcucfE,57 .342 . 210kcuf, 彈性模量彈性模量Ec00tgddEc根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果得根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果得:測(cè)試方法：棱柱試樣，應(yīng)力測(cè)試方法：棱柱試樣，應(yīng)力上限上限0.5fc，反復(fù)加載反復(fù)加載5-10次，次，應(yīng)力應(yīng)

37、力-應(yīng)變曲線接近直線，量應(yīng)變曲線接近直線，量此斜率此斜率。3 3 混凝土的變形模量混凝土的變形模量混凝土的剪切變形模量混凝土的剪切變形模量Gc5 . 04 . 0 5 . 0 7 . 04 . 0 1 3 . 0疲勞變形時(shí)，受拉時(shí)，增大時(shí)，cccf變形模量變形模量EcceccecccEE ce/稱為混凝土的彈性系數(shù)混凝土的泊送比2 . 0c根據(jù)彈性理論ccccEEG417. 0)1 (2 4 4 荷載長(zhǎng)期作用下的變形荷載長(zhǎng)期作用下的變形徐變徐變（1）概念 混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。 4 4 荷載長(zhǎng)期作用下的變形荷載長(zhǎng)期作用下的變形徐變徐變（1）徐變）徐變： a

38、混凝土應(yīng)力的大小混凝土應(yīng)力的大小 b 加荷齡期的長(zhǎng)短加荷齡期的長(zhǎng)短 c 混凝土的組成成分混凝土的組成成分 d 養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫濕度養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫濕度（2）徐變產(chǎn)生的原因）徐變產(chǎn)生的原因 凝膠體的粘性流動(dòng)；混凝土內(nèi)部的微裂縫在凝膠體的粘性流動(dòng)；混凝土內(nèi)部的微裂縫在 長(zhǎng)期荷載下的發(fā)展長(zhǎng)期荷載下的發(fā)展（3）影響徐變的因素）影響徐變的因素 a. 混凝土應(yīng)力的大小與徐變的關(guān)系n應(yīng)力越大徐變?cè)酱髴?yīng)力越大徐變?cè)酱髇當(dāng)應(yīng)力較小時(shí)當(dāng)應(yīng)力較小時(shí)0.5fc時(shí)，徐變比應(yīng)力增長(zhǎng)更快，時(shí)，徐變比應(yīng)力增長(zhǎng)更快，稱為稱為非線性徐變非線性徐變，由于微裂縫開(kāi)展；，由于微裂縫開(kāi)展；n當(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力0.8fc時(shí)，徐變將成為時(shí)，徐變將成為非收

39、斂性的非收斂性的，即即0.8fc為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。 b. 加荷齡期與徐變的關(guān)系n混凝土的齡期越早，徐變?cè)酱蠡炷恋凝g期越早，徐變?cè)酱蟆?原因在于齡期越長(zhǎng)，其水泥石中的結(jié)晶骨架越多原因在于齡期越長(zhǎng)，其水泥石中的結(jié)晶骨架越多 c. 混凝土的組成成分、養(yǎng)護(hù)環(huán)境與徐變的關(guān)系n骨料越堅(jiān)硬、彈性模量越高，對(duì)水泥石的約束作骨料越堅(jiān)硬、彈性模量越高，對(duì)水泥石的約束作用越大，混凝土徐變?cè)叫?。用越大，混凝土徐變?cè)叫　水泥用量越多，徐變?cè)酱螅凰嘤昧吭蕉?，徐變?cè)酱?；n水灰比越大，徐變也越大水灰比越大，徐變也越大；n養(yǎng)護(hù)環(huán)境對(duì)徐變的影響：養(yǎng)護(hù)環(huán)境對(duì)徐變的影響：n養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度高、濕度大，水

40、泥水化作用充養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度高、濕度大，水泥水化作用充分，徐變就小分，徐變就小 4 4 荷載長(zhǎng)期作用下的變形荷載長(zhǎng)期作用下的變形徐變徐變（4）徐變對(duì)構(gòu)件的影響 a. 增加受彎構(gòu)件的變形增加受彎構(gòu)件的變形 b. 在構(gòu)件中引起內(nèi)力重分布在構(gòu)件中引起內(nèi)力重分布。nc. 造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失（1 1）概念：混）概念：混凝土在結(jié)硬過(guò)程中凝土在結(jié)硬過(guò)程中體積會(huì)發(fā)生變化體積會(huì)發(fā)生變化空氣中結(jié)硬空氣中結(jié)硬收收縮縮水中結(jié)硬水中結(jié)硬膨脹膨脹收縮比膨脹大得多，收縮比膨脹大得多，收縮值一般取收縮值一般取3 31010-4-4 5.混凝土的收縮和膨脹混凝土的收縮和膨脹 收縮和膨脹的影響因素水泥

41、用量越多、水灰比越大、骨料顆粒越小、水泥用量越多、水灰比越大、骨料顆粒越小、孔隙率越高、骨料的彈性模量越低，則收縮越孔隙率越高、骨料的彈性模量越低，則收縮越大。混凝土越密實(shí)，收縮越小。大?；炷猎矫軐?shí)，收縮越小?；炷猎诮Y(jié)硬過(guò)程中周圍濕度大以及使用環(huán)境混凝土在結(jié)硬過(guò)程中周圍濕度大以及使用環(huán)境的濕度大時(shí)，收縮較小。的濕度大時(shí)，收縮較小。 減小混凝土收縮的措施減小混凝土收縮的措施n在施工中應(yīng)注意振搗質(zhì)量；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；選在施工中應(yīng)注意振搗質(zhì)量；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；選擇合理的混凝土級(jí)配，以減少水泥用量；擇合理的混凝土級(jí)配，以減少水泥用量；降低水灰比降低水灰比n還可采用膨脹水泥等方法來(lái)減輕混凝土的還可采用膨脹水泥等

42、方法來(lái)減輕混凝土的收縮對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物所造成的危害。收縮對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物所造成的危害。 3.3.4 混凝土的本構(gòu)關(guān)系 1. 單軸受壓?jiǎn)屋S受壓歐洲模式規(guī)范歐洲模式規(guī)范(90CEB-FIP)cccfyxcxbxaxy 102系數(shù)由特定條件確定：系數(shù)由特定條件確定：aEEEEddfdxdyxcbcbayxcbayxccccc0002 : , 0)1 (20 :0 , 111 :1 , 1峰值條件峰值條件初始斜率初始斜率 3.3.4 混凝土的本構(gòu)關(guān)系 得出得出：2 ,1 ,00ccEEcbEEa本構(gòu)方程為：本構(gòu)方程為：00200021cccccccEEEEf在非線性計(jì)算中，可根據(jù)前一步的應(yīng)力、應(yīng)變

43、，在非線性計(jì)算中，可根據(jù)前一步的應(yīng)力、應(yīng)變，確定出切線模量，繼而假設(shè)切線模量為下一步確定出切線模量，繼而假設(shè)切線模量為下一步的初始彈性模量，根據(jù)應(yīng)變確定出當(dāng)前應(yīng)力。的初始彈性模量，根據(jù)應(yīng)變確定出當(dāng)前應(yīng)力。 3.3.4 混凝土的本構(gòu)關(guān)系簡(jiǎn)化模型簡(jiǎn)化模型cucccncccff000,11（我國(guó)規(guī)范采用）（我國(guó)規(guī)范采用）0033. 010500033. 010505 . 0002. 0002. 025060125,5,0,kcucukcukcufffn3.3.4 混凝土的本構(gòu)關(guān)系當(dāng)n=2時(shí)，cucccccccff00200,22. 單軸受拉單軸受拉cctctctcctctcctctcEfffEf9

44、. 000015. 000015. 0100.1f ,9 . 0 ,9 . 0ctct3.3.4 混凝土的本構(gòu)關(guān)系3. 三軸應(yīng)力狀態(tài)（三軸應(yīng)力狀態(tài)（Ottosen）模型）模型Ecsa不同應(yīng)力水平下的割線模量csa不同應(yīng)力水平下的泊松比 3.4 鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)作用鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)作用 3.4.1 粘結(jié)作用的來(lái)源粘結(jié)作用的來(lái)源 3.4.2 粘結(jié)作用的意義粘結(jié)作用的意義 3.4.3 粘結(jié)破壞粘結(jié)破壞 3.4.4 粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度 3.4.5 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素 3.4.1 粘結(jié)作用的來(lái)源粘結(jié)作用的來(lái)源 1.粘結(jié)應(yīng)力：鋼筋混凝土受力后沿著鋼筋和混凝粘結(jié)應(yīng)力：鋼筋混凝土受

45、力后沿著鋼筋和混凝土接著面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。土接著面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。 2.光圓鋼筋、變形鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用光圓鋼筋、變形鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用 1）鋼筋和混凝土接著面上的化學(xué)吸附力）鋼筋和混凝土接著面上的化學(xué)吸附力（膠結(jié)（膠結(jié)力）力）。 2）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生摩擦力。 3）鋼筋表面粗糙不平（凹凸不平）與混凝土）鋼筋表面粗糙不平（凹凸不平）與混凝土之間產(chǎn)生的之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。機(jī)械咬合力。鋼筋和混凝土接觸鋼筋和混凝土接觸面上的面上的化學(xué)吸附力（膠結(jié)力）化學(xué)吸附力（膠結(jié)力）。3.4.2 提高粘結(jié)的措施提高粘結(jié)的措施n粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、

46、共同工作的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)n鋼筋的端部加彎鉤、彎折，或在錨固區(qū)貼焊短鋼鋼筋的端部加彎鉤、彎折，或在錨固區(qū)貼焊短鋼筋、貼焊角鋼等，可以提高端部錨固能力。筋、貼焊角鋼等，可以提高端部錨固能力。n光圓鋼筋的末端均需設(shè)置彎鉤光圓鋼筋的末端均需設(shè)置彎鉤n錨固長(zhǎng)度錨固長(zhǎng)度3.4.3 粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度n試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法2. 粘結(jié)破壞粘結(jié)破壞n光面鋼筋：錨筋被光面鋼筋：錨筋被拔出。拔出。n變形鋼筋：出現(xiàn)縱變形鋼筋：出現(xiàn)縱向劈裂裂縫或刮犁向劈裂裂縫或刮犁式破壞式破壞3. 粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度n粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力n粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度adlP audlP max la錨固長(zhǎng)度粘結(jié)應(yīng)力分布粘結(jié)應(yīng)力分布是不均勻的，是不均勻的，算出的

47、是平均算出的是平均值值3.4.4 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素n混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度n鋼筋的表面狀態(tài)鋼筋的表面狀態(tài)n保護(hù)層厚度保護(hù)層厚度n鋼筋凈間距：鋼筋的凈間距過(guò)小，外圍混凝鋼筋凈間距：鋼筋的凈間距過(guò)小，外圍混凝土將發(fā)生水平劈裂。土將發(fā)生水平劈裂。n橫向配筋橫向配筋n側(cè)向壓應(yīng)力側(cè)向壓應(yīng)力n混凝土澆筑狀況混凝土澆筑狀況1. 混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度越高，粘結(jié)度越高，粘結(jié)強(qiáng)度越高強(qiáng)度越高2. 鋼筋的表面狀態(tài)鋼筋的表面狀態(tài)鋼筋銹蝕增加粘鋼筋銹蝕增加粘結(jié)強(qiáng)度，所以一結(jié)強(qiáng)度，所以一般鋼筋不用除銹般鋼筋不用除銹3. 保護(hù)層厚度保護(hù)層厚度5. 橫向配筋橫向配筋6. 側(cè)向壓應(yīng)力

48、側(cè)向壓應(yīng)力7. 混凝土澆筑狀況混凝土澆筑狀況3.5 砌體材料砌體材料n3.5.1 砌體材料的種類和強(qiáng)度等級(jí)砌體材料的種類和強(qiáng)度等級(jí)n3.5.2 砌體的分類砌體的分類n3.5.3 砌體的強(qiáng)度砌體的強(qiáng)度n3.5.4 砌體的變形砌體的變形3.5.1 砌體材料的種類和強(qiáng)度等級(jí)砌體材料的種類和強(qiáng)度等級(jí)一、塊體的種類一、塊體的種類二、塊體的強(qiáng)度等級(jí)二、塊體的強(qiáng)度等級(jí)三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí)三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí)一、塊體的種類一、塊體的種類 1. 磚磚 1) 燒結(jié)轉(zhuǎn)燒結(jié)轉(zhuǎn)n燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚：以粘土、頁(yè)巖、煤矸石、：以粘土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成的實(shí)粉煤灰為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成的

49、實(shí)心和孔洞率不大于心和孔洞率不大于15%的磚。的磚。240mm115mm53mmn燒結(jié)多孔磚燒結(jié)多孔磚: 以粘土、頁(yè)巖、煤矸石為主要原料，經(jīng)以粘土、頁(yè)巖、煤矸石為主要原料，經(jīng)過(guò)焙燒而成，孔洞率過(guò)焙燒而成，孔洞率15%，分，分P型磚和型磚和M型磚型磚 KM1型：型：190mm190mm90mm，孔洞率孔洞率26% KP1型：型： 240mm115mm90mm，孔洞率孔洞率25% KP2型：型：240mm180mm115mm 2）非燒結(jié)硅酸鹽磚）非燒結(jié)硅酸鹽磚n蒸壓灰砂磚蒸壓灰砂磚：n 以石英砂和石灰為主要原料，這種磚以石英砂和石灰為主要原料，這種磚不能用于溫度長(zhǎng)期超過(guò)不能用于溫度長(zhǎng)期超過(guò)200C

50、、受急冷急、受急冷急熱或有酸性介質(zhì)侵蝕的部位。熱或有酸性介質(zhì)侵蝕的部位。n蒸壓粉煤灰磚蒸壓粉煤灰磚（煙灰磚）：（煙灰磚）：n 以粉煤灰為主要原料，摻配一定比例以粉煤灰為主要原料，摻配一定比例的石灰、石膏或其它堿性激發(fā)劑，再加入的石灰、石膏或其它堿性激發(fā)劑，再加入一定量的爐渣或水淬礦渣作骨料。這種磚一定量的爐渣或水淬礦渣作骨料。這種磚的抗凍性、長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定性以及防水性能的抗凍性、長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定性以及防水性能等均不及粘土磚。等均不及粘土磚。n爐渣磚爐渣磚（煤渣磚）：（煤渣磚）：n 以爐渣為主要原料，摻配適量的以爐渣為主要原料，摻配適量的石灰、石膏或其它堿性激發(fā)劑。這種石灰、石膏或其它堿性激發(fā)劑。這種

51、磚的耐熱溫度可達(dá)磚的耐熱溫度可達(dá)300C。n礦渣磚礦渣磚：n 以未經(jīng)水淬處理的高爐礦渣為主以未經(jīng)水淬處理的高爐礦渣為主要原料，摻配一定比例的石灰、粉煤要原料，摻配一定比例的石灰、粉煤灰或煤渣。灰或煤渣。2. 砌塊砌塊n規(guī)格尺寸：規(guī)格尺寸：390mm190mm 190mm 190mm190mm，空心率，空心率25%-50%25%-50%。n南方多用普通混凝土做成空心砌塊南方多用普通混凝土做成空心砌塊n北方多用浮石、火山渣、陶粒等輕北方多用浮石、火山渣、陶粒等輕集料做成的輕集料混凝土空心砌塊集料做成的輕集料混凝土空心砌塊n利用工業(yè)廢料加工生產(chǎn)的砌塊：粉利用工業(yè)廢料加工生產(chǎn)的砌塊：粉煤灰砌塊、煤矸石

52、砌塊、爐渣混凝煤灰砌塊、煤矸石砌塊、爐渣混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊等土砌塊、加氣混凝土砌塊等3. 天然石材天然石材n常用常用花崗巖、砂巖、石灰石等花崗巖、砂巖、石灰石等，重力密，重力密度大于度大于18kN/m3，強(qiáng)度大，耐久性好，強(qiáng)度大，耐久性好，用于建筑物的基礎(chǔ)、擋土墻、拱橋、房用于建筑物的基礎(chǔ)、擋土墻、拱橋、房屋的貼面等。屋的貼面等。n按加工程度分按加工程度分n料石料石n料石料石n細(xì)料石細(xì)料石 寬度、高度不小于寬度、高度不小于200或長(zhǎng)度的或長(zhǎng)度的1/4，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于，疊砌面凹入深度不應(yīng)大于10mm；n半細(xì)料石半細(xì)料石 疊砌面凹入深度不應(yīng)大于疊砌面凹入深度不應(yīng)大于15mm；n粗料

53、石粗料石 疊砌面凹入深度不應(yīng)大于疊砌面凹入深度不應(yīng)大于20mm；n毛料石毛料石 疊砌面凹入深度不應(yīng)大于疊砌面凹入深度不應(yīng)大于25mm。n毛石毛石 形狀不規(guī)則，中部厚度不應(yīng)小于形狀不規(guī)則，中部厚度不應(yīng)小于200mm。二、塊體強(qiáng)度等級(jí)二、塊體強(qiáng)度等級(jí)n塊體的強(qiáng)度等級(jí)用塊體的強(qiáng)度等級(jí)用MUf1表示，用標(biāo)準(zhǔn)表示，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的塊體極限抗壓強(qiáng)度，單試驗(yàn)方法測(cè)得的塊體極限抗壓強(qiáng)度，單位用位用Mpa。n燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)：的強(qiáng)度等級(jí)：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10；n蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚磚的強(qiáng)度等級(jí)：的強(qiáng)度等級(jí)：MU25、

54、MU20、MU15、MU10；三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí)三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí)n砌塊砌塊的強(qiáng)度等級(jí)：的強(qiáng)度等級(jí)：n MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5n石材石材的強(qiáng)度等級(jí)：的強(qiáng)度等級(jí)： MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、 MU30、MU20。 三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí)三、砂漿的種類和強(qiáng)度等級(jí) 1.砂漿的種類砂漿的種類 2.砂漿的強(qiáng)度等級(jí)砂漿的強(qiáng)度等級(jí) 3.砂漿的質(zhì)量要求砂漿的質(zhì)量要求1. 砂漿的作用砂漿的作用 砂漿砂漿：由膠凝材料（水泥、石灰）、由膠凝材料（水泥、石灰）、細(xì)骨料（砂）和水按一定的配合比攪拌細(xì)骨料（砂）和水按一定的配合比攪拌而成而成n將單塊的砌體連

55、成整體，并因抹平塊體將單塊的砌體連成整體，并因抹平塊體表面使應(yīng)力分布均勻表面使應(yīng)力分布均勻n砂漿填滿塊體間的縫隙，減少了砌體的砂漿填滿塊體間的縫隙，減少了砌體的透氣性，從而提高砌體的隔熱、防水和透氣性，從而提高砌體的隔熱、防水和抗凍性能?？箖鲂阅?。2. 砂漿的種類砂漿的種類n水泥砂漿水泥砂漿：強(qiáng)度高、耐久性好，可塑性和保：強(qiáng)度高、耐久性好，可塑性和保水性差，故而砌筑質(zhì)量差。用于防潮層以下水性差，故而砌筑質(zhì)量差。用于防潮層以下或強(qiáng)度要求高的砌體中；或強(qiáng)度要求高的砌體中；n混合砂漿混合砂漿：在水泥砂漿中摻入適量的塑性摻：在水泥砂漿中摻入適量的塑性摻和料，有水泥石灰砂漿、水泥黏土砂漿。有和料，有水泥

56、石灰砂漿、水泥黏土砂漿。有一定的強(qiáng)度和耐久性，和易性、保水性較好。一定的強(qiáng)度和耐久性，和易性、保水性較好。n非水泥砂漿非水泥砂漿：有石灰砂漿、石膏砂漿、黏土：有石灰砂漿、石膏砂漿、黏土砂漿等。強(qiáng)度低、耐久性差，可塑性和保水砂漿等。強(qiáng)度低、耐久性差，可塑性和保水性好，主要用于臨時(shí)性建筑物。性好，主要用于臨時(shí)性建筑物。3. 砂漿的強(qiáng)度等級(jí)砂漿的強(qiáng)度等級(jí)n按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的砂漿塊體的極限按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的砂漿塊體的極限抗壓強(qiáng)度來(lái)確定其強(qiáng)度等級(jí)?？箟簭?qiáng)度來(lái)確定其強(qiáng)度等級(jí)。n試件尺寸：試件尺寸：70.7mm70.7mm70.7mm，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)護(hù)28天。取天。取6個(gè)試件抗壓強(qiáng)度平均值個(gè)試件抗壓強(qiáng)

57、度平均值f2作作為強(qiáng)度等級(jí)，為強(qiáng)度等級(jí)，M f2n強(qiáng)度等級(jí)分為：強(qiáng)度等級(jí)分為：M15、M10、M7.5、M5、M2.5。4. 砂漿的質(zhì)量要求砂漿的質(zhì)量要求n強(qiáng)度：根據(jù)強(qiáng)度的高低劃分砂漿的強(qiáng)度：根據(jù)強(qiáng)度的高低劃分砂漿的強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)n可塑性：容易鋪成厚度及密實(shí)度較可塑性：容易鋪成厚度及密實(shí)度較均勻的灰縫均勻的灰縫n保水性：在運(yùn)輸和砌筑過(guò)程中保持保水性：在運(yùn)輸和砌筑過(guò)程中保持水分的能力水分的能力 3.5.2 砌體的分類砌體的分類 一、磚砌體一、磚砌體 二、砌塊砌體二、砌塊砌體 三、石砌體三、石砌體 四、配筋砌體四、配筋砌體一、磚砌體一、磚砌體n用途：承重內(nèi)外墻、磚柱，圍護(hù)墻及隔墻用途：承重內(nèi)外墻

58、、磚柱，圍護(hù)墻及隔墻n厚度的確定（厚度的確定（240、370、490、620、740、120、180、300、420）n強(qiáng)度和穩(wěn)定強(qiáng)度和穩(wěn)定n保溫、隔熱和不透風(fēng)保溫、隔熱和不透風(fēng)n砌筑方式砌筑方式原則：不能形成豎向通縫。原則：不能形成豎向通縫。二、砌塊砌體二、砌塊砌體n砌塊排列的基本原則砌塊排列的基本原則n排列要求有規(guī)律性，并使砌塊類型最少排列要求有規(guī)律性，并使砌塊類型最少n排列應(yīng)整齊排列應(yīng)整齊n盡量減少通縫，使砌筑牢固盡量減少通縫，使砌筑牢固n排列時(shí)應(yīng)選擇一套砌塊的規(guī)格和型號(hào)，其中大規(guī)格排列時(shí)應(yīng)選擇一套砌塊的規(guī)格和型號(hào)，其中大規(guī)格的砌塊宜占的砌塊宜占70%以上以上三、石砌體三、石砌體n由天然石材和砂漿或混凝土砌筑而成由天然石材和砂漿或混凝土砌筑而成四、配筋砌體四、配筋砌體n為了提高砌體的強(qiáng)度或當(dāng)構(gòu)件截面尺寸受到限制為了提高砌體的強(qiáng)度或當(dāng)構(gòu)件截面尺寸受到限制時(shí)，可在砌體內(nèi)配置適量的鋼筋或鋼筋混凝土。時(shí)，可在砌體內(nèi)配置適量的鋼筋或鋼筋混凝土。n網(wǎng)狀配筋砌體網(wǎng)狀配筋砌體n組合配筋砌體組合配筋砌體n配筋磚砌體配筋磚砌體1. 網(wǎng)狀配筋砌體網(wǎng)狀配筋砌體2. 組合磚砌體組合磚砌體n外包式組外包式組