3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材計指標(biāo).ppt

1、第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) 鋼筋鋼筋3.1 混凝土混凝土3.2 鋼筋與混凝土的共同工作鋼筋與混凝土的共同工作3.3第七講第七講能力訓(xùn)練能力訓(xùn)練7第八講第八講能力訓(xùn)練能力訓(xùn)練8第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)一一.鋼筋的品種和級別鋼筋的品種和級別按化學(xué)成分按化學(xué)成分：碳素鋼：碳素鋼：又細(xì)分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。隨又細(xì)分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。隨 含碳量的增含碳量的增 加，強(qiáng)度提高，塑性及可焊性降低。加，強(qiáng)度提高，塑性及可焊性降低。普通低合金鋼普通低合金鋼：還加入少量合金元素，且含量不超過：還加入少量合金元素，且含量不超過5 5。d公稱直徑 a3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線刻痕鋼絲螺旋

2、肋鋼絲 鋼筋鋼筋3.13.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)熱軋鋼筋熱軋鋼筋分為hpb235級、hrb335級、hrb400級、rrb400級屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)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/mm2，為光圓鋼筋為光圓鋼筋hrb335級： fyk = 335 n/mm2，為變形鋼筋為變形鋼筋hrb400級： fyk = 400 n/mm2，為變形鋼筋為變形鋼筋rrb400級： fyk = 400 n/mm2，為余熱處理鋼筋為余熱處理鋼筋隨強(qiáng)度的提高，塑性降低隨強(qiáng)度的提高，塑性降低按加工工藝分按加工工

3、藝分：規(guī)范規(guī)范采用的分類方式：采用的分類方式： 熱軋鋼筋、熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) hpb235級(級)鋼筋鋼筋多為光圓鋼筋多為光圓鋼筋，多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋。箍筋。 hrb335級(級)和 hrb400級(級)鋼筋鋼筋強(qiáng)度較高，多強(qiáng)度較高，多作為鋼筋混作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用級鋼筋作箍筋以級鋼筋作箍筋以增增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)

4、，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋。 rrb400級(級)鋼筋鋼筋強(qiáng)度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配強(qiáng)度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋，筋，一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。延伸率延伸率d d5 5= =25、16、14、10%，直徑直徑840。3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)鋼絲，鋼絲，中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為8001200mpa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為線的為 1470 1860mpa；延伸率延伸率d10=6%，d100=3.54%；鋼絲；鋼絲的直徑的直徑39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、；外形有光面、刻痕和螺旋肋

5、三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.515.2 mm。中高強(qiáng)鋼絲和。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將是將級鋼筋通過加熱、淬火級鋼筋通過加熱、淬火(強(qiáng)度提高，塑性降低強(qiáng)度提高，塑性降低）和回火（和回火（不降低強(qiáng)度的前提下，改善塑性、韌性不降低強(qiáng)度的前提下，改善塑性、韌性）等調(diào)質(zhì)工藝處理，使）等調(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。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)力混用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)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)是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉

6、冷拉、冷拔冷拔、冷軋、冷扭、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。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。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。近年來，冷加工鋼筋的品近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)s se e二二. . 鋼筋的力學(xué)性能鋼筋的力學(xué)性能分為有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（軟鋼）和無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（硬鋼）。分為有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（軟鋼）和無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（硬鋼）。 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（如低碳鋼、合金鋼）有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（如低碳鋼

7、、合金鋼）aabcdefua 為比例極限為比例極限oa為彈性階段為彈性階段de為強(qiáng)化階段為強(qiáng)化階段b為屈服上限為屈服上限c為屈服下限，即為屈服下限，即屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 fycd為屈服臺階為屈服臺階e為極限抗拉強(qiáng)度為極限抗拉強(qiáng)度 fu fyfef為頸縮階段為頸縮階段3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)幾個指標(biāo)幾個指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)：極限強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度：極限強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計依據(jù)是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計依據(jù)，因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生很大的塑性變形，因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生很大的塑性變形，且卸載時這部分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

8、形和不，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。屈服強(qiáng)度。變形指標(biāo)變形指標(biāo)：延伸率、冷彎性能：延伸率、冷彎性能（有些國家還要求反彎性能）（有些國家還要求反彎性能）延延 伸伸 率率：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)。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，延性較好延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。近年國際采用近年國際采用均勻伸長均勻伸長率。率。冷彎性能：冷彎性能：將直徑

9、為將直徑為d的鋼筋澆過直徑為的鋼筋澆過直徑為d的彎芯彎成一定角度，而不發(fā)生斷的彎芯彎成一定角度，而不發(fā)生斷裂、裂縫或起層。彎芯直徑裂、裂縫或起層。彎芯直徑d越小，彎轉(zhuǎn)角越大，鋼筋的塑性越好。越小，彎轉(zhuǎn)角越大，鋼筋的塑性越好。05 or 100100%llld屈屈 強(qiáng)強(qiáng) 比：鋼筋極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值，比：鋼筋極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值， 反映鋼筋的強(qiáng)度儲備，反映鋼筋的強(qiáng)度儲備，fy/fu=0.60.7。510dd3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（如高碳鋼）無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（如高碳鋼）a0.2%s0.2 fua點(diǎn)：比例極限，約為點(diǎn)：比例極限，約為0.65fua點(diǎn)

10、前：應(yīng)力點(diǎn)前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點(diǎn)后：應(yīng)力點(diǎn)后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點(diǎn)服點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計指標(biāo)強(qiáng)度設(shè)計指標(biāo)條件屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)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 fu3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)三三. . 鋼筋的設(shè)計指標(biāo)（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度設(shè)計值）鋼筋的設(shè)計指標(biāo)（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度設(shè)計值）材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：取具有取具有95%保證率的材料強(qiáng)度值為該值保證率的材料強(qiáng)度值為該值強(qiáng)度特征值。強(qiáng)度特征值。 鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值=鋼筋

11、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋材料分項系數(shù)su普通鋼筋的普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、強(qiáng)度設(shè)計值及彈性模量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、強(qiáng)度設(shè)計值及彈性模量3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)3.1 鋼筋第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)一一. 混凝土的組成結(jié)構(gòu)混凝土的組成結(jié)構(gòu)普通混凝土：水泥砂石水普通混凝土：水泥砂石水 人工石材，是多相復(fù)合材料人工石材，是多相復(fù)合材料通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種類型：. .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)，包括水泥凝膠、晶體骨架、未水化，包括水泥凝膠、晶體骨架、未水化 完的水泥顆粒和凝膠孔組成。完的水泥顆粒和凝膠孔組成。. .亞微觀結(jié)構(gòu)：亞微觀結(jié)構(gòu)：水

12、泥砂漿結(jié)構(gòu)水泥砂漿結(jié)構(gòu)。. .宏觀結(jié)構(gòu)：宏觀結(jié)構(gòu)：砂漿和粗骨料兩組分體系砂漿和粗骨料兩組分體系。注意：注意：在荷載的作用下，在荷載的作用下，微裂縫微裂縫的擴(kuò)展對混凝土的強(qiáng)度有著極的擴(kuò)展對混凝土的強(qiáng)度有著極為重要的影響為重要的影響。請看混凝土的組成請看混凝土的組成 混凝土混凝土3.23.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)二二. 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度混凝土結(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(qiáng)度抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷亮W(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。 1）立方體抗壓強(qiáng)度）立方體抗壓強(qiáng)度 f cu ：邊長為：

13、邊長為150mm的混凝土立的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為203，濕度，濕度90%）養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.30.5n/mm2/s，兩兩端不涂潤滑劑端不涂潤滑劑）測得的）測得的具有具有95%保證率保證率的抗壓強(qiáng)度，的抗壓強(qiáng)度，作為作為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號，用符號fcu,k表示表示,以以n/mm2（mpa）計，）計， 并以此作為劃分混凝土強(qiáng)度等級的依據(jù)。并以此作為劃分混凝土強(qiáng)度等級的依據(jù)。 規(guī)范規(guī)范根據(jù)強(qiáng)度范圍，根據(jù)強(qiáng)度范圍，從從c15c80共劃分為共劃分為14個強(qiáng)度個強(qiáng)

14、度等級，等級，級差為級差為5n/mm2,c50以上為高強(qiáng)混凝土以上為高強(qiáng)混凝土。 請看混凝土立方體抗壓強(qiáng)度測定實(shí)驗(yàn)請看混凝土立方體抗壓強(qiáng)度測定實(shí)驗(yàn)（1分分45秒）秒）3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)試件和非標(biāo)準(zhǔn)試件之間的強(qiáng)度換算關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)試件和非標(biāo)準(zhǔn)試件之間的強(qiáng)度換算關(guān)系 ,(1 5 0 )0 .9 5(1 0 0 )(1 5 0 )1 .0 5(2 0 0 )cu kcu kcu kcu kffff,0.79c kcu kff美國、日本、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織等采用圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試塊美國、日本、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織等采用圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試塊直徑為直徑為6英寸、高為英寸、高為12英寸或直徑為英寸或

15、直徑為150mm、高為、高為300mm。式中式中 0.95和和1.05為修正系數(shù)，對于不超過為修正系數(shù)，對于不超過c50的混凝土?xí)r采用，隨著的混凝土?xí)r采用，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，修正系數(shù)有所變化混凝土強(qiáng)度的提高，修正系數(shù)有所變化.3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)2 2）軸心抗壓強(qiáng)度）軸心抗壓強(qiáng)度 f c 按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的100mml00mm 300mm或或150mm150mm450mm 的棱柱體試件，在溫度為的棱柱體試件，在溫度為20土土3和相對濕度為和相對濕度為90以上的條件下養(yǎng)護(hù)以上的條件下養(yǎng)護(hù)28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有方法測得的具有95保

16、證率的抗壓強(qiáng)度保證率的抗壓強(qiáng)度 。對于同一混凝土，。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度。 12,0.88.ckcccu kff請看混凝土軸心抗壓強(qiáng)度測定實(shí)驗(yàn)請看混凝土軸心抗壓強(qiáng)度測定實(shí)驗(yàn)（2分）分）軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：fcu,k立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級fcu。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)3 3）軸心抗拉強(qiáng)度）軸心抗拉強(qiáng)度 f t 混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度可以采用混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度可以采用直接直接軸心受

17、拉的試驗(yàn)軸心受拉的試驗(yàn)方方法來測定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱法來測定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的體或立方體的劈裂試驗(yàn)劈裂試驗(yàn)來間接測試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。來間接測試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。軸心受拉的試驗(yàn)軸心受拉的試驗(yàn)3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定規(guī)定軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：為：0.450.55,20.880.39511.645tkcu kcffd劈裂試驗(yàn)劈裂試驗(yàn)請看混凝土抗拉強(qiáng)度測定實(shí)驗(yàn)請看混凝土抗拉強(qiáng)度測定實(shí)驗(yàn)

18、（3分分30秒）秒）提高混凝土抗拉強(qiáng)度的有提高混凝土抗拉強(qiáng)度的有效辦法是效辦法是使骨料級配均勻使骨料級配均勻和和增加混凝土的密實(shí)性。增加混凝土的密實(shí)性。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)三三. 混凝土的設(shè)計指標(biāo)混凝土的設(shè)計指標(biāo)（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度設(shè)計值）（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與強(qiáng)度設(shè)計值）混凝土強(qiáng)度設(shè)計值=混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼材料分項系數(shù)c材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：取具有取具有95%保證率的材料強(qiáng)度值為該值保證率的材料強(qiáng)度值為該值強(qiáng)度特征值。強(qiáng)度特征值。 u混凝土的混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、強(qiáng)度設(shè)計值及彈性模量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、強(qiáng)度設(shè)計值及彈性模量3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)3.

19、2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)3.2 混凝土作業(yè)作業(yè)思考題思考題第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)四、混凝土破壞機(jī)理四、混凝土破壞機(jī)理 立方體試件與棱柱體試件的破壞形態(tài)立方體試件與棱柱體試件的破壞形態(tài) 請看混凝土破壞機(jī)理請看混凝土破壞機(jī)理（4分）分）fc fcu ?不涂潤滑劑涂潤滑劑3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)在混凝土的凝固硬化過程中，由于水泥石收縮、骨料下沉在混凝土的凝固硬化過程中，由于水泥石收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成一些以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成一些不規(guī)則的微裂縫。不規(guī)則的微裂縫。混凝土的破壞就是由于微

20、裂縫的發(fā)展造混凝土的破壞就是由于微裂縫的發(fā)展造成的。成的。混凝土微裂縫的發(fā)展將導(dǎo)致橫向變形增大，若對橫向變形混凝土微裂縫的發(fā)展將導(dǎo)致橫向變形增大，若對橫向變形加以約束，就可以限制微裂縫的發(fā)展，從而可提高混凝土加以約束，就可以限制微裂縫的發(fā)展，從而可提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。的抗壓強(qiáng)度。 為什么橫向變形受到約束時，混凝土的抗壓強(qiáng)度就可以為什么橫向變形受到約束時，混凝土的抗壓強(qiáng)度就可以提高呢？提高呢？3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) 約束混凝土概念的提出約束混凝土概念的提出 約束混凝土約束混凝土通過配置通過配置螺旋箍筋、密排箍筋螺旋箍筋、密排箍筋，來約束混，來約束混凝土的橫向變形，從而

21、提高凝土的橫向變形，從而提高混凝土抗壓強(qiáng)度和變形能力混凝土抗壓強(qiáng)度和變形能力。變形能力的提高對于抗震結(jié)構(gòu)十分重要變形能力的提高對于抗震結(jié)構(gòu)十分重要。螺旋箍筋約束混凝土螺旋箍筋約束混凝土3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)由圖可以看出：混凝土的強(qiáng)由圖可以看出：混凝土的強(qiáng) 度等級越高度等級越高 -曲線中線彈性段越長曲線中線彈性段越長 脆性越顯著，下降段越陡脆性越顯著，下降段越陡高強(qiáng)混凝土的脆性為什么那高強(qiáng)混凝土的脆性為什么那么大呢？么大呢？高強(qiáng)混凝土中，砂高強(qiáng)混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，微裂縫很少，最后的性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞破

22、壞往往是骨料破壞。延性：延性：混凝土耐受變形的能混凝土耐受變形的能力或混凝土后期變形能力。力或混凝土后期變形能力。00.0020.0040.0060.0080.01204060s (mpa)ec20c40c60c80 混凝土的延性混凝土的延性 3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)五、混凝土的收縮與徐變五、混凝土的收縮與徐變1 1）混凝土的收縮）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。 混凝土的收縮隨時

23、間而增長混凝土的收縮隨時間而增長 兩周可完成全部收縮的兩周可完成全部收縮的25%，一個月可完成，一個月可完成50% 整個收縮過程可延續(xù)兩年以上整個收縮過程可延續(xù)兩年以上。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)u產(chǎn)生的主要原因產(chǎn)生的主要原因混凝土收縮包括混凝土收縮包括凝縮凝縮和和干縮干縮兩部分，兩部分，凝縮凝縮是是由于水泥結(jié)晶體比原材料的體積小由于水泥結(jié)晶體比原材料的體積??；干縮干縮是是混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)引起的混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)引起的。自由收縮自由收縮約束收縮約束收縮來自內(nèi)部的鋼筋約束來自內(nèi)部的鋼筋約束來自支座的外部約束來自支座的外部約束u收縮性質(zhì)收縮性質(zhì)3.2 混凝土第三章 鋼筋

24、混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)u混凝土收縮的不利影響混凝土收縮的不利影響 受到約束時將產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土的開裂。受到約束時將產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起混凝土的開裂。 會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)，會引起不利的內(nèi)力對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)，會引起不利的內(nèi)力 混凝土開裂時應(yīng)變約為混凝土開裂時應(yīng)變約為(0.000050.00027) ,而收縮而收縮應(yīng)變終極值約為應(yīng)變終極值約為(0.00020.0005)，故收縮應(yīng)變?nèi)缡艿郊s，故收縮應(yīng)變?nèi)缡艿郊s束，極易導(dǎo)致開裂束，極易導(dǎo)致開裂。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)影響因素影響因素

25、（1）水泥的品種：）水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級越高，混凝土收縮越大。水泥強(qiáng)度等級越高，混凝土收縮越大。（2）水泥的用量：）水泥的用量：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。（3）骨料的性質(zhì)：）骨料的性質(zhì)：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。（4）養(yǎng)護(hù)條件：）養(yǎng)護(hù)條件：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。（5）混凝土制作方法：）混凝土制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越小?；炷猎矫軐?shí)，收縮越小。（6）使用環(huán)境：）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。（7）構(gòu)件的體積與表面積比值：）

26、構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時，收縮小。比值大時，收縮小。 實(shí)際工程中，一般采用設(shè)置實(shí)際工程中，一般采用設(shè)置施工縫等施工縫等來減小收縮應(yīng)力的不來減小收縮應(yīng)力的不利影響利影響。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)2 2、混凝土的徐變、混凝土的徐變t0eeleeleshecreeleelecret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個月個月可達(dá)最終徐變的（可達(dá)最終徐變的（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。瞬時恢復(fù)瞬時恢復(fù)彈性后效彈性后效殘余應(yīng)變殘余應(yīng)變收縮應(yīng)

27、變收縮應(yīng)變徐變應(yīng)變徐變應(yīng)變瞬時應(yīng)變瞬時應(yīng)變混凝土在壓應(yīng)力長期作用下，其壓應(yīng)變隨時間的增加會不斷混凝土在壓應(yīng)力長期作用下，其壓應(yīng)變隨時間的增加會不斷增長，這種現(xiàn)象稱為增長，這種現(xiàn)象稱為徐變。徐變。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)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。骨料的剛度（彈性模量）越是混凝土的組成和配比。骨料的剛度（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。大，體積比越大，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(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變

28、就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少泥水化作用月充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，。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。徐變就越大。應(yīng)力條件應(yīng)力條件是指是指初應(yīng)力水平初應(yīng)力水平s si /fc和加荷時混凝土的齡期和加荷時混凝土的齡期t0，它們影，它們影響徐變的非常主要的因素。響徐變的非常主要的因素。3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)水泥凝膠體粘性流動和內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展水泥凝膠體粘性流動和內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展 u產(chǎn)生的主要原因產(chǎn)生的主要原因u混凝土徐變對結(jié)構(gòu)的影響混凝土徐變對結(jié)構(gòu)的影響 徐變會使結(jié)構(gòu)的變

29、形增大，引起預(yù)應(yīng)力損失，在長期徐變會使結(jié)構(gòu)的變形增大，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。高應(yīng)力作用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞。 徐變有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，減少支徐變有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，減少支 座不均勻沉降引起的應(yīng)力和溫度應(yīng)力座不均勻沉降引起的應(yīng)力和溫度應(yīng)力 在局部應(yīng)力集中區(qū)，徐變可調(diào)整應(yīng)力分布在局部應(yīng)力集中區(qū)，徐變可調(diào)整應(yīng)力分布3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)1 1）強(qiáng)度強(qiáng)度：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)度極限強(qiáng)度與屈與屈 服強(qiáng)度的比值服強(qiáng)度的比值) )。例如，對抗震等級為一、二級的

30、框架。例如，對抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的實(shí)際強(qiáng)屈比不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的實(shí)際強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.251.25。2 2）塑性塑性：要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力。：要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力。3 3）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：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。接接頭性能良好。4 4）與混凝土的粘結(jié)力與混凝土的粘結(jié)力：要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘：要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力。此外，鋼筋的錨固和有關(guān)的構(gòu)造要求，以保證兩者共結(jié)力。此外，鋼筋的錨固和有關(guān)的構(gòu)造要求，以保證兩者共同工作同工作。 對于寒冷地區(qū)還應(yīng)考慮低溫性能

31、對于寒冷地區(qū)還應(yīng)考慮低溫性能六六. 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求3.2 混凝土第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)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）粗骨料（分散相）水泥石水泥石（基相）（基相）細(xì)骨料（分細(xì)骨料（分散相）散相）砂漿砂漿（基相）（基相）晶體骨架晶體骨架晶體帶核凝膠體帶核凝膠體干縮孔隙孔隙凝縮凝縮氫氧化鈣氫氧化鈣凝膠體混凝土組成結(jié)構(gòu)第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)晶體骨架：由未水化顆粒組成，承受外力，具有彈性變形特點(diǎn)。塑性變形：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。ph值：由于水泥石中的氫氧化

32、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，所以，混凝土的強(qiáng)度、變形也會在較長時間內(nèi)發(fā)生變化，強(qiáng)度逐漸增長，變形逐漸加大。第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)均勻延伸率均勻延伸率最大力作用下的總伸長率，包括殘余應(yīng)變和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋真實(shí)的變形能力 第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)v 冷冷 拉拉s se ebkzzk殘余變形殘余變形冷拉伸長率冷拉伸長率無時效無時效經(jīng)時效經(jīng)時效k點(diǎn)的選擇點(diǎn)的選擇：應(yīng)力控制和應(yīng)變：應(yīng)力控制和應(yīng)變控制控制溫度的影響溫度的影響：溫度達(dá)：溫度達(dá)700c時恢時恢復(fù)到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉復(fù)到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉特性特性：只提高抗拉強(qiáng)度，不提：只提

33、高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降下降第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)v 冷 拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅顯的屈服點(diǎn)和流幅冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)承壓板承壓板試塊試塊摩擦力摩擦力不涂潤滑劑不涂潤滑劑涂潤滑劑涂潤滑劑強(qiáng)度大于強(qiáng)度大于我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) 鋼筋與混凝土的共同工作鋼筋與混凝土的共同工作3.31.1.鋼筋混凝土的組成：鋼筋混凝土的組成： 鋼筋鋼筋+ +混凝土混凝土 ( (

34、混凝土混凝土: :現(xiàn)代主要的人造工程結(jié)構(gòu)材料現(xiàn)代主要的人造工程結(jié)構(gòu)材料) ) 2.2.兩種材料的基本力學(xué)特性：兩種材料的基本力學(xué)特性： 鋼筋鋼筋 抗拉與抗壓強(qiáng)度較高，抗拉與抗壓強(qiáng)度較高，破壞時表現(xiàn)出破壞時表現(xiàn)出較好的延性較好的延性； 混凝土混凝土抗壓強(qiáng)度高，抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度 （之比約為（之比約為10%10%，破壞時具有明顯的破壞時具有明顯的脆性性質(zhì)脆性性質(zhì)）一、鋼筋與混凝土能共同工作的原因一、鋼筋與混凝土能共同工作的原因3.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)4.4.關(guān)于鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的比較試驗(yàn)：關(guān)于鋼筋混凝土梁與素

35、混凝土梁的比較試驗(yàn)： （1 1）試驗(yàn)情況介紹：同條件下的對比試驗(yàn)；）試驗(yàn)情況介紹：同條件下的對比試驗(yàn)； 請看素混凝梁實(shí)驗(yàn)請看素混凝梁實(shí)驗(yàn)（4040秒秒) ) 請看鋼筋混凝土梁實(shí)驗(yàn)請看鋼筋混凝土梁實(shí)驗(yàn)(2(2分）分）3.3.配筋的基本原則配筋的基本原則 ：使鋼筋在結(jié)構(gòu)中處于受拉；使混凝土在結(jié)構(gòu)中處于受壓。使鋼筋在結(jié)構(gòu)中處于受拉；使混凝土在結(jié)構(gòu)中處于受壓。 素混凝土梁素混凝土梁 承載力低，一開裂即告破壞，破壞前承載力低，一開裂即告破壞，破壞前無預(yù)兆（為脆性）；無預(yù)兆（為脆性）； 鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土梁承載力高，混凝土開裂后，其承擔(dān)的承載力高，混凝土開裂后，其承擔(dān)的拉應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼筋拉應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼筋

36、。（2 2）試驗(yàn)結(jié)果小結(jié)：）試驗(yàn)結(jié)果小結(jié)：3.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo) 鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力，在荷，在荷載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力；載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力； 鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)（鋼材為鋼材為1.21.21010-5-5，混凝土為，混凝土為(1.01.5)(1.01.5)1010-5-5），），因此當(dāng)溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形因此當(dāng)溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞差而導(dǎo)

37、致兩者間的粘結(jié)力破壞。5.5.鋼筋與混凝土能共同工作的原因： 鋼筋（材）和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很鋼筋（材）和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因?yàn)椋翰幌嗤麄兛梢越Y(jié)合在一起共同工作，是因?yàn)椋?.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)二、鋼筋與混凝土粘結(jié)力組成二、鋼筋與混凝土粘結(jié)力組成鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由三部分組成：鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由三部分組成：混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的膠結(jié)力膠結(jié)力；混凝土因收縮將鋼筋握緊而產(chǎn)生的兩者間的混凝土因收縮將鋼筋握緊而產(chǎn)生的兩者間的摩擦力摩擦力；機(jī)械咬合力機(jī)械咬合

38、力。 對于光面鋼筋，表面輕度銹蝕有利于增加摩擦力，但摩對于光面鋼筋，表面輕度銹蝕有利于增加摩擦力，但摩擦作用也很有限。擦作用也很有限。由于光面鋼筋表面的自然凹凸程度很小，機(jī)械咬合作用也由于光面鋼筋表面的自然凹凸程度很小，機(jī)械咬合作用也不大。因此，不大。因此，光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是較低的光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度是較低的。為保證光面鋼筋的錨固為保證光面鋼筋的錨固，通常需在鋼筋端部彎鉤、彎折或，通常需在鋼筋端部彎鉤、彎折或加焊短鋼筋以阻止鋼筋與混凝土間產(chǎn)生較大的相對滑動。加焊短鋼筋以阻止鋼筋與混凝土間產(chǎn)生較大的相對滑動。3.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)鋼筋彎鉤

39、形式有鋼筋彎鉤形式有三種三種，分別為，分別為半圓彎鉤、直彎鉤及斜彎鉤。半圓彎鉤、直彎鉤及斜彎鉤。 3.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)將鋼筋表面軋制出肋形成將鋼筋表面軋制出肋形成帶肋鋼筋帶肋鋼筋，即變形鋼筋，可，即變形鋼筋，可顯著增加鋼筋與混凝土的顯著增加鋼筋與混凝土的機(jī)械咬合作用機(jī)械咬合作用，從而大大增加，從而大大增加了粘結(jié)強(qiáng)度。了粘結(jié)強(qiáng)度。對與強(qiáng)度較高的鋼筋，均需作成變形鋼筋，以保證鋼對與強(qiáng)度較高的鋼筋，均需作成變形鋼筋，以保證鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度使鋼筋的強(qiáng)度得以充筋與混凝土間具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度使鋼筋的強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。分發(fā)揮。3.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料設(shè)計指標(biāo)三、鋼筋的錨固與連接三、鋼筋的錨固與連接1、鋼筋的錨固、鋼筋的錨固為保證構(gòu)件內(nèi)的鋼筋能很好的受力，當(dāng)鋼筋伸入支座或在為保證構(gòu)件內(nèi)的鋼筋能很好的受力，當(dāng)鋼筋伸入支座或在切斷時，必須伸入一個長度，依靠這個長度上的粘結(jié)力把切斷時，必須伸入一個長度，依靠這個長度上的粘結(jié)力把鋼筋錨固在混凝土中，此長度稱為錨固長度。鋼筋錨固在混凝土中，此長度稱為錨固長度。3.3 鋼筋與混凝土的共同工作第三章 鋼筋混