第一章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的物理力學(xué)性能

1、2022-3-28目錄1. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2. 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r3. 混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能4. 鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能5. 鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能2022-3-28 以以混凝土混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、材料為主，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、鋼骨、鋼管或纖維等形成的主要承重結(jié)構(gòu)，均可稱為鋼骨、鋼管或纖維等形成的主要承重結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（Concrete Structures）。）。1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念素混凝土素混凝土Plain Concrete纖維增強(qiáng)混凝土纖維增強(qiáng)混凝土Fiber Reinforced Concrete鋼骨混

2、凝土鋼骨混凝土Steel Reinforced Concrete鋼筋混凝土鋼筋混凝土Reinforced Concrete鋼管混凝土鋼管混凝土Concrete Filled Steel Tube預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土Prestressed Concrete鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)Composite Structure1基本概念2022-3-28 抗壓強(qiáng)度高，而抗拉強(qiáng)度卻很低抗壓強(qiáng)度高，而抗拉強(qiáng)度卻很低 通?？估瓘?qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的通?？估瓘?qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/81/20 破壞時(shí)具有明顯的破壞時(shí)具有明顯的脆性特征脆性特征混凝土混凝土的材料特性的材料特性1基本概念2022-3-28 抗拉和

3、抗壓強(qiáng)度都很高抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高 具有具有屈服屈服現(xiàn)象，破壞時(shí)表現(xiàn)出現(xiàn)象，破壞時(shí)表現(xiàn)出較好的延性較好的延性 細(xì)長(zhǎng)的鋼筋受壓時(shí)極易細(xì)長(zhǎng)的鋼筋受壓時(shí)極易壓曲壓曲鋼筋鋼筋的材料特性的材料特性1基本概念2022-3-28混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)特點(diǎn)素混凝土梁L=1500mm120200C20P鋼筋混凝土梁L=1500mm1202002f f14C20PP=4.4 kNP=62.5 kN 由上述對(duì)比試驗(yàn)可知：由上述對(duì)比試驗(yàn)可知： 鋼筋混凝土梁的鋼筋混凝土梁的承載力承載力比素混凝土梁比素混凝土梁大大提高（大大提高（14倍倍）；）； 素混凝土梁素混凝土梁破壞突然，沒有明顯預(yù)兆；破壞突然，沒有明顯預(yù)兆；

4、而鋼筋混凝土梁則而鋼筋混凝土梁則 表現(xiàn)出較好的表現(xiàn)出較好的延性延性，破壞前，破壞前有明顯預(yù)兆；有明顯預(yù)兆； 鋼筋混凝土梁最終由于混凝土被壓碎而破壞，此時(shí)鋼筋已鋼筋混凝土梁最終由于混凝土被壓碎而破壞，此時(shí)鋼筋已 經(jīng)屈服，鋼筋和混凝土的經(jīng)屈服，鋼筋和混凝土的材料強(qiáng)度均得到充分利用。材料強(qiáng)度均得到充分利用。1基本概念2022-3-28將將混凝土混凝土和和鋼筋鋼筋這兩種材料有機(jī)地結(jié)合在一起，這兩種材料有機(jī)地結(jié)合在一起，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的材料性能?？梢匀￠L(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的材料性能。共同工作的主要原因：共同工作的主要原因：*混凝土和鋼筋之間有良好的工作性能，兩者可靠地結(jié)合在一起，可共同受力，

5、共混凝土和鋼筋之間有良好的工作性能，兩者可靠地結(jié)合在一起，可共同受力，共同變形同變形 * 兩者的溫度線膨脹系數(shù)很接近，避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力破壞兩者的粘結(jié)力，混兩者的溫度線膨脹系數(shù)很接近，避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力破壞兩者的粘結(jié)力，混凝土：凝土：1.010-51.5 10-5/C，鋼筋：，鋼筋： 1.2 10-5 /C* 混凝土包裹在鋼筋的外部，可使鋼筋免于腐蝕或高溫軟化混凝土包裹在鋼筋的外部，可使鋼筋免于腐蝕或高溫軟化 1基本概念2022-3-28目錄1. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2. 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r3. 混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能4. 鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能5. 鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能

6、2022-3-282.混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展取決于發(fā)展取決于混凝土混凝土材料的發(fā)展材料的發(fā)展2.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的誕生* 1824年，英國(guó)人年，英國(guó)人J. Aspdin 發(fā)明了波特蘭水泥，有了混凝土；發(fā)明了波特蘭水泥，有了混凝土； * 1849年，法國(guó)人年，法國(guó)人Joseph Louis Lambot 用水泥砂漿涂在鋼絲網(wǎng)的兩面做成用水泥砂漿涂在鋼絲網(wǎng)的兩面做成小船小船-最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； * 1861年，法國(guó)花匠年，法國(guó)花匠J. Monier 用鋼絲作為配筋制作了花盆并申請(qǐng)了專利，用鋼絲作為配筋制作了花盆并申請(qǐng)了專利，后由申請(qǐng)年了鋼筋混凝

7、土板、管道、拱橋等專利后由申請(qǐng)年了鋼筋混凝土板、管道、拱橋等專利-盡管他不懂鋼筋混凝土盡管他不懂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力原理，甚至將鋼筋配置在板的中部，他卻被認(rèn)為是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力原理，甚至將鋼筋配置在板的中部，他卻被認(rèn)為是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)明者；結(jié)構(gòu)的發(fā)明者； * 1884年，德國(guó)人年，德國(guó)人Wayss, Bauschingger和和Koenen等提出了鋼筋應(yīng)配置在構(gòu)等提出了鋼筋應(yīng)配置在構(gòu)件中受拉力的部位和鋼筋混凝土板的計(jì)算理論。后來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐件中受拉力的部位和鋼筋混凝土板的計(jì)算理論。后來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐漸得到了推廣應(yīng)用。漸得到了推廣應(yīng)用。2022-3-28強(qiáng)度不斷提高，性能不斷改

8、善強(qiáng)度不斷提高，性能不斷改善 美國(guó)美國(guó)60年代混凝土抗壓強(qiáng)度平均值：年代混凝土抗壓強(qiáng)度平均值：28N/mm2，70年代年代 ：42N/mm2，有特殊需要時(shí)：有特殊需要時(shí)： 40N/mm2100 N/mm2，試驗(yàn)室中：，試驗(yàn)室中： 300 N/mm2輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用 容重一般為：容重一般為：14kN/m318kN/m3(普通混凝土為普通混凝土為24kN/m3)，加氣混凝，加氣混凝土、陶?；炷?、火山巖混凝土、碎磚混凝土等土、陶?；炷?、火山巖混凝土、碎磚混凝土等無砂混凝土無砂混凝土(Non-fines concrete):只有粗骨料，無細(xì)骨料只有粗骨料，無細(xì)骨料 容重小，水的毛細(xì)

9、現(xiàn)象不顯著，透水性大，水泥用量少，施工簡(jiǎn)單容重小，水的毛細(xì)現(xiàn)象不顯著，透水性大，水泥用量少，施工簡(jiǎn)單 FRP筋的應(yīng)用筋的應(yīng)用(強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，抗腐蝕強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，抗腐蝕) 用用FRP筋代替鋼筋筋代替鋼筋2.2 材料方面的發(fā)展2 發(fā)展?fàn)顩r2022-3-28綠色混凝土：環(huán)保節(jié)能綠色混凝土：環(huán)保節(jié)能 透明混凝土透明混凝土 透水混凝土透水混凝土 清水混凝土清水混凝土 粉煤灰加氣混凝土粉煤灰加氣混凝土世博寧波館獨(dú)特的豎條毛竹模板清水混凝土剪力墻 2022-3-28 智能混凝土智能混凝土 智能智能能感知環(huán)境條件，做出相應(yīng)行動(dòng)能感知環(huán)境條件，做出相應(yīng)行動(dòng) 自診斷：碳纖維，光纖傳感自診斷：碳纖維，光纖傳感

10、自調(diào)節(jié)：形狀記憶合金自調(diào)節(jié)：形狀記憶合金 SMA 自修復(fù)自修復(fù): 自行愈合和再生自行愈合和再生2022-3-282.3 結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展2 發(fā)展?fàn)顩r預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 在混凝土的受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂度，在混凝土的受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂度，減輕構(gòu)件的自重減輕構(gòu)件的自重結(jié)構(gòu)體系的豐富結(jié)構(gòu)體系的豐富 不同用途、不同結(jié)構(gòu)功能具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系：混凝土結(jié)構(gòu)、鋼不同用途、不同結(jié)構(gòu)功能具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系：混凝土結(jié)構(gòu)、鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)、與混凝土的組合結(jié)構(gòu)、FRP混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等2022-3-282.4 理論研

11、究方面的發(fā)展2 發(fā)展?fàn)顩r設(shè)計(jì)方法允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法破壞階段設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法半經(jīng)驗(yàn)半概率法近似概率法全概率法KSR=f/KS(kqiqik)R(fck/kc, fsk/ks, As, b)2022-3-28結(jié)構(gòu)基本理論-如何設(shè)計(jì)一個(gè)新結(jié)構(gòu)荷載的確定方法荷載的確定方法結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析：線性和非線性結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析：線性和非線性構(gòu)件的承載力計(jì)算、設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施構(gòu)件的承載力計(jì)算、設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，結(jié)構(gòu)整體空間作用分析方法的完善與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，結(jié)構(gòu)整體空間作用分析方法的完善與應(yīng)用2.4 理論研究方面的發(fā)展2 發(fā)展?fàn)顩r2022-3-282.4 理論研究方面的發(fā)展結(jié)構(gòu)基本理論-

12、舊結(jié)構(gòu)的維護(hù)、改造與加固（80年代中期發(fā)展起來）承載力計(jì)算承載力計(jì)算耐久性評(píng)估耐久性評(píng)估壽命預(yù)測(cè)壽命預(yù)測(cè)損傷分析損傷分析加固理論加固理論修復(fù)理論修復(fù)理論災(zāi)害評(píng)估等災(zāi)害評(píng)估等2 發(fā)展?fàn)顩r2022-3-282.4 理論研究方面的發(fā)展2 發(fā)展?fàn)顩r結(jié)構(gòu)基本理論-計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用Ansys, Abaqus, Femap，PKPM, ADINA2022-3-282.5 混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用2 發(fā)展?fàn)顩r房屋工程：我國(guó)超過100m高的高層建筑中絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或?yàn)榛炷梁弯摰慕M合結(jié)構(gòu)http:/ ：位于中國(guó)臺(tái)北，2004年建成，共101層，樓高1671英尺(509米)，八根巨型的鋼管混凝土2022-3-2

13、8上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心：目前為中國(guó)大陸第一高樓、世界最高的平頂式大樓，樓高492米（1,614英尺），地上101層。 2022-3-28馬來西亞首都吉隆坡的雙子塔：馬來西亞首都吉隆坡的雙子塔：(Petronas Towers)，高1483英尺(452米)，88層。這兩座高樓于1998年完工，也是目前世界上最高的雙子樓。鋼骨混凝土，C80 http:/ 發(fā)展?fàn)顩r2022-3-282022-3-28交通工程：隧道、橋梁、高速公路、城市高架公路、地鐵大都采用混凝土結(jié)構(gòu)。2 發(fā)展?fàn)顩r蘇通大橋蘇通大橋 2022-3-28水利工程大壩、攔海閘墩、渡槽、港口等多用混凝土結(jié)構(gòu)2 發(fā)展?fàn)顩r三峽大壩全

14、景圖 2022-3-28特種工程：核電站的安全殼、熱電廠的冷卻塔、儲(chǔ)水池、儲(chǔ)氣灌、海洋石油平臺(tái)、電視塔等多倫多電視塔（549米）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)2 發(fā)展?fàn)顩r2022-3-28http:/ 450噸800噸50噸;最引人矚目的是長(zhǎng)118米、重450噸的鋼天線桅桿 2022-3-28鋼鋼 筋筋混混 凝凝 土土兩者間的粘結(jié)兩者間的粘結(jié)強(qiáng)強(qiáng) 度度變變 形形粘結(jié)破壞的粘結(jié)破壞的過程和機(jī)理過程和機(jī)理2022-3-28目錄1. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2. 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r3. 混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能4. 鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能5. 鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能2022-3-283.混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及變

15、形性能 PasteSandMortarGravelConcreteCementWater混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例組成，經(jīng)凝結(jié)和硬化形混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例組成，經(jīng)凝結(jié)和硬化形成的復(fù)合材料。成的復(fù)合材料。2022-3-283 砼3.1 混凝土強(qiáng)度(Strength of Concrete)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度混凝土復(fù)合強(qiáng)度混凝土復(fù)合強(qiáng)度Cubic Compressive Strength Compressive Strength Tensile Strength Multi-

16、Strength 抵抗外力產(chǎn)生的某種應(yīng)力的能力抵抗外力產(chǎn)生的某種應(yīng)力的能力2022-3-283 砼混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu承壓板試塊混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按邊長(zhǎng)為150mm立方體試件的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定?？箟簭?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指用標(biāo)準(zhǔn)方法制作、養(yǎng)護(hù)至28d齡期，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度(以MPa計(jì)).C15, C20, C25, C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80Normal-strength concretehigh-strength concretefm-1.645 fmkmm1.645(1 1.645)f

17、ff正態(tài)分布2022-3-28立方體抗壓強(qiáng)度影響因素 端部約束：潤(rùn)滑劑 試件尺寸： 加載速度：C30, 0.3-0.5MPa/s；C30, 0.5-0.8MPa 齡期：隨齡期逐漸增長(zhǎng)3 砼標(biāo)準(zhǔn)試塊：150mm150mm 150mm非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100mm100mm 100mm 換算系數(shù) 0.95 200mm200mm 200mm 換算系數(shù) 1.05混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu摩擦力不涂潤(rùn)滑劑涂潤(rùn)滑劑2022-3-28混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度fc：按照與立方體試件相同條件制作和試驗(yàn)方法 測(cè)得的棱柱體試件的極限抗壓強(qiáng)度值3 砼承壓板試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊:150150 300mm

18、 ccu,kcu,kcu,kcu,k0.79C600.833C600.857C700.875C80fffffc1棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比值，對(duì)C50及C50以下混凝土取0.76；C55取0.78,對(duì)C80砼取0.82,中間按線性規(guī)律變化；c1C40以上混凝土脆性折減系數(shù)，對(duì)C40取1.0，對(duì)C80取0.87，中間按線性規(guī)律變化。0.88-考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異，對(duì)混凝土強(qiáng)度的修正系數(shù)。國(guó)外（美國(guó)、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的圓柱體試件國(guó)外（美國(guó)、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的圓柱體試件612in (152305mm)ckc1c2cu,k0.88ff 2022-3-28混凝土

19、抗拉強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度ft 500 150 15010016軸心受拉試驗(yàn)3 砼劈裂強(qiáng)度劈裂強(qiáng)度fts Splitting Strength實(shí)驗(yàn)表明：ftfts2022-3-28混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級(jí)級(jí) 強(qiáng)度種類強(qiáng)度種類 符號(hào)符號(hào) C15 C20 C25 C30 C35 軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度 fck 10.0 13.4 16.7 20.1 23.4 軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度 ftk 1.27 1.54 1.78 2.01 2.20 混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級(jí)級(jí) C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80

20、26.8 29.6 32.4 35.5 38.5 41.5 44.5 47.4 50.2 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.93 3.00 3.05 3.10 0.550.45tkcu,kf150c20.88 0.395(1 1.645)fff150150mm立方體抗壓強(qiáng)度的變異系數(shù)。2022-3-28復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度雙軸應(yīng)力下的強(qiáng)度(Biaxial Stress State)3 砼 雙向受拉，接近單軸雙向受拉，接近單軸抗拉強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度； 雙向受壓，混凝土的雙向受壓，混凝土的側(cè)向變形受到約束，側(cè)向變形受到約束，強(qiáng)度強(qiáng)度提高提高 ； 一拉

21、一壓，一拉一壓，加速了混加速了混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展展 ，抗拉、抗壓強(qiáng)度，抗拉、抗壓強(qiáng)度均均降低降低。 2022-3-28復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度剪應(yīng)力和正應(yīng)力共同作用(shear and normal stress)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 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。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

22、。3 砼2022-3-28復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度三向受壓強(qiáng)度(Triaxial compressive strength testing )1=fcc1=fcc2= 32 -側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）2cccffk無側(cè)向約束時(shí)圓柱體的單軸抗壓強(qiáng)度有側(cè)向約束時(shí)的抗壓強(qiáng)度k側(cè)向效應(yīng)系數(shù) (4.5-7.0)3 砼2022-3-28混凝土的疲勞強(qiáng)度混凝土的疲勞強(qiáng)度Fatigue Strength破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線fcf321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

23、值3 砼2022-3-283 砼2022-3-28 受力變形受力變形：砼由于荷載作用下的變形單調(diào)短期加載：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 荷載長(zhǎng)期作用：徐變 多次重復(fù)荷載作用下 體積變形體積變形：砼收縮以及溫度變化產(chǎn)生的變形收縮3.2 混凝土的變形(Deformation of Concrete)3 砼2022-3-28混凝土單調(diào)短期加載下的變形性能Stress- strain Relationship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)。3 砼02468102030(MPa) 10-3BACEDFO試件為棱柱體或圓柱體2022-3-28A點(diǎn)以前，微裂縫沒

24、有明點(diǎn)以前，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變要彈性變形，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系近似直線。關(guān)系近似直線。A點(diǎn)應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對(duì)普通強(qiáng)度混凝土加，對(duì)普通強(qiáng)度混凝土 A A約為約為 (0.30.4)fc ，對(duì)高強(qiáng)，對(duì)高強(qiáng)混凝土混凝土 A A可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc cu02468102030(MPa) 10-3ABCEDFO軸心受壓混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線2022-3-28到達(dá)到達(dá)B點(diǎn)以后，混凝土產(chǎn)點(diǎn)以后，混凝土產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)力生部分塑性變形，應(yīng)力應(yīng)變逐漸偏離直線。應(yīng)變逐漸偏離直線。B點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，時(shí)的裂縫

25、發(fā)展已不穩(wěn)定，試件的橫向變形突然增大，試件的橫向變形突然增大，常取常取 B B作為混凝土的長(zhǎng)期作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 ；普通強(qiáng)度混；普通強(qiáng)度混凝土凝土 B B約為約為0.8 fc ，高強(qiáng)，高強(qiáng)混凝土混凝土 B B可達(dá)可達(dá)0.95 fc cu02468102030(MPa) 10-3BACEDFO軸心受壓混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線2022-3-28到達(dá)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，內(nèi)部微裂縫點(diǎn)時(shí)，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，試件承連通形成破壞面，試件承載力開始減小而進(jìn)入下降載力開始減小而進(jìn)入下降段。段。C點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力稱為點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力稱為峰峰值應(yīng)力值應(yīng)力，即為混凝土棱柱，即為混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度；相應(yīng)的縱向體抗壓強(qiáng)度

26、；相應(yīng)的縱向壓應(yīng)變稱為壓應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變，峰值應(yīng)變，約約為為0.002。繼續(xù)發(fā)展至。繼續(xù)發(fā)展至D點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，破壞面初步形成。時(shí)，破壞面初步形成。(fc,0)cu02468102030(MPa) 10-3BACEDFO 0 fc軸心受壓混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線2022-3-28E點(diǎn)以后，縱向裂縫形成點(diǎn)以后，縱向裂縫形成一個(gè)斜向的破壞面，此破一個(gè)斜向的破壞面，此破壞面在正應(yīng)力和剪應(yīng)力的壞面在正應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用下形成作用下形成破壞帶破壞帶。此時(shí)。此時(shí)試件的強(qiáng)度由破壞面上試件的強(qiáng)度由破壞面上骨骨料間的摩阻力料間的摩阻力提供。隨著提供。隨著應(yīng)變進(jìn)一步發(fā)展，摩阻力應(yīng)變進(jìn)一步發(fā)展，摩阻力不斷下降，試件的殘余強(qiáng)不斷

27、下降，試件的殘余強(qiáng)度約為度約為0.10.4 fc02468102030(MPa) 10-3BACEDFO（拐點(diǎn)）（收斂點(diǎn)）軸心受壓混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線2022-3-28軸心受壓混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線02468102030(MPa) 10-3BACEDFO1.三個(gè)特征值 峰值應(yīng)力 fc 峰值應(yīng)變0 極限壓應(yīng)變cu 2. 混凝土是一種彈塑性材料3.曲線上升段高低反映混凝土強(qiáng)度大小，下降段陡緩反映混凝土變形能力的大小(fc,0)cu2022-3-28影響因素 砼的強(qiáng)度：峰值應(yīng)變?cè)龃?，延性?應(yīng)變速率 ：峰值應(yīng)變?cè)龃?，坡度?試驗(yàn)條件：應(yīng)變加載，標(biāo)距，約束混凝土單調(diào)短期加載下的變形性能(MPa)fco0

28、(10-3)abcd225201510546810混凝土強(qiáng)度提高加載速度減慢cu約束混凝土非約束混凝土ccfccfcEsecEc c0 2c0 sp cco環(huán)箍斷裂3 砼2022-3-28彈性模量(Modulus of Elasticity or Elastic Modulus)混凝土單調(diào)短期加載下的變形性能3 砼2022-3-28單向受拉混凝土單調(diào)短期加載下的變形性能 ftt0tu上升段：加載初期，變形與應(yīng)力線形增長(zhǎng)，至極值應(yīng)力的40-50%達(dá)到比例極限；76-83%出現(xiàn)臨界點(diǎn)(不穩(wěn)定擴(kuò)展開始)；峰值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變隨抗拉強(qiáng)度的增加而增大，在50-270范圍內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)混凝土C15-C40時(shí)，極限拉

29、伸值小于受壓，計(jì)算時(shí)取tu=100u 。下降段：隨著混凝土強(qiáng)度的提高而更為陡峭。Et=Ec3 砼2022-3-28混凝土的彈性模量的試驗(yàn)方法（150150 300標(biāo)準(zhǔn)試件）c/fcc0.5510次此線和原點(diǎn)切線基本平行，取其斜率作為Ec5ccu,k10(MPa)34.742.2Ef混凝土單調(diào)短期加載下的變形性能經(jīng)驗(yàn)公式 (Poissons ratio)(Poissons ratio)：在壓力較小時(shí)在壓力較小時(shí)0.15-0.180.15-0.18，接近破壞時(shí)，接近破壞時(shí)0.50.5以上，一般以上，一般0.20.2混凝土的剪切模量為混凝土的剪切模量為Shear Modulus)1 (2cccEG3

30、 砼2022-3-28混凝土在重復(fù)荷載作用下的變形性能（疲勞變形）混凝土的疲勞是在荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生的?；炷猎诤奢d重混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。疲勞現(xiàn)象大量存在于工程結(jié)構(gòu)中，疲勞現(xiàn)象大量存在于工程結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土吊車梁受到重鋼筋混凝土吊車梁受到重復(fù)荷載的作用，鋼筋混凝土道橋受到車輛振動(dòng)的影響復(fù)荷載的作用，鋼筋混凝土道橋受到車輛振動(dòng)的影響以及以及港港口海岸的混凝土結(jié)構(gòu)受到波浪沖擊而損傷等都屬于疲勞破壞口海岸的混凝土結(jié)構(gòu)受到波浪沖擊而損傷等都屬于疲勞破壞現(xiàn)象。現(xiàn)象。疲勞破壞的特征是疲勞破壞的特征是裂縫小而變形大，裂縫小而變形大，在重復(fù)荷載作用在

31、重復(fù)荷載作用下，混凝土的下，混凝土的強(qiáng)度強(qiáng)度和和變形變形有著重要的變化。有著重要的變化。2022-3-28O13fcf混凝土多次重復(fù)加載卸載的應(yīng)力混凝土多次重復(fù)加載卸載的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線2022-3-28混凝土長(zhǎng)期加載下的變形性能徐變(Creep)P100100400mmRH: 65% T: 20C =0.5fc隨荷載作用時(shí)間的延續(xù)，變形不斷增長(zhǎng)，前隨荷載作用時(shí)間的延續(xù)，變形不斷增長(zhǎng)，前4個(gè)月徐變?cè)鲩L(zhǎng)較快，個(gè)月徐變?cè)鲩L(zhǎng)較快，6個(gè)月個(gè)月可達(dá)最終徐變的（可達(dá)最終徐變的（7080）%，以后增長(zhǎng)逐漸緩慢，以后增長(zhǎng)逐漸緩慢，23年后趨于穩(wěn)定。年后趨于穩(wěn)定。3 砼在荷載不變的情況下隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形稱

32、為徐變 2022-3-28 徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響使受彎構(gòu)件的撓度增大；使柱的偏心矩增大；使預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力損失；徐變使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縮短，因而引起鋼筋中的預(yù)拉應(yīng)力的減小，成為預(yù)應(yīng)力損失。使截面上的應(yīng)力重分布。以柱為例，任一時(shí)刻，外界荷載P=Pc+Ps。當(dāng)徐變發(fā)生后，混凝土似乎變軟，受到鋼筋的拉力反力，減小了混凝土的承壓力，而鋼筋的壓力增大?；炷灵L(zhǎng)期加載下的變形性能徐變3 砼2022-3-28徐變的主要原因 水泥凝膠體在荷載作用下發(fā)生粘性流動(dòng)，結(jié)晶體內(nèi)部逐漸滑動(dòng)，造成變形增大(針對(duì)應(yīng)力不大時(shí)的主要原因)。 混凝土內(nèi)部的微裂縫發(fā)展的結(jié)果(針對(duì)應(yīng)力較大時(shí)的主要原因)?；炷灵L(zhǎng)期加

33、載下的變形性能徐變3 砼2022-3-28徐變的影響因素應(yīng)力大小 0.8fc ，曲線為發(fā)散性?？捎米鳛槠胀ɑ炷灵L(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。齡期影響 齡期越長(zhǎng)，混凝土硬化越充分，水泥石晶體所占比例越大，gel粘性流動(dòng)少，徐變小。 混凝土長(zhǎng)期加載下的變形性能徐變3 砼2022-3-28 材料組成骨料本身沒有徐變特性，但作為剛度較大的彈性體，可以限制約束徐變的大小。因此，骨料的剛度越大，在混凝土結(jié)構(gòu)中所占比例越大，則徐變?cè)叫?。水灰比小，使gel的粘滯度降低，徐變減小。 外部環(huán)境：養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度和濕度養(yǎng)護(hù)時(shí)，溫度越高，濕度大，則水泥水化作用越充分(晶體多，gel少)，徐變小。使用時(shí)，溫度高，相對(duì)濕度低，徐

34、變大，因?yàn)樵诳傂熳冞€包括由于混凝土內(nèi)部水分受到外力后向外溢出的徐變。試件體表比小，表面積相對(duì)大，徐變大?；炷灵L(zhǎng)期加載下的變形性能徐變徐變與塑性徐變與塑性的區(qū)別？的區(qū)別？3 砼2022-3-28體積變形混凝土的收縮(Shrinkage)混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。在水中結(jié)硬時(shí)，體積膨脹(dilation or swelling)14d 28dtsh(25)10-425%50%收縮變形與時(shí)間的關(guān)系早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的25%，一個(gè)月可完成50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個(gè)收縮過程可延續(xù)兩年以上。通常，最終收縮應(yīng)變值約為(25)10-4。3 砼20

35、22-3-28收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響 受到制約，在砼中產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，影響正常使用； 在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中， 可引起預(yù)應(yīng)力損失。措施：澆注時(shí)設(shè)置施工(伸縮)縫，待混凝土收縮充分收縮后再將縫澆好。收縮的主要原因 凝縮(Setting Shrinkage)：水泥水化作用過程中形成的晶體比原材料 體積小 干縮(Drying Shrinkage)：混凝土硬化后期混凝土內(nèi)部自由水分的蒸發(fā) 或濕度下降引起混凝土的收縮(Shrinkage)3 砼2022-3-28收縮的影響因素混凝土的組成和配比是影響主要因素。水泥用量大(水泥晶體多)，水灰比大(后期失水)，收縮大。骨料對(duì)收縮也有制約作用，所以骨料所占體

36、積大，剛度高，制約作用強(qiáng)，收縮小。混凝土的收縮(Shrinkage)3 砼2022-3-28養(yǎng)護(hù)和使用條件下的溫度和濕度：蒸汽養(yǎng)護(hù)可加快水化作用，減少混凝土中的自由水(游離水)，使以后蒸發(fā)用水減少，從而減小收縮。使用環(huán)境溫度高，濕度低，都容易使自由水蒸發(fā)，使收縮增大。另外，體表比小，表面積相對(duì)大，加快蒸發(fā)，收縮也大?；炷恋氖湛s(Shrinkage)蒸汽養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)0510150.4收縮(103)時(shí)間 (月)2022-3-28AssAs s收縮：收縮： 鋼筋受壓， 混凝土受拉AsPAsPAs 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

37、變： s， c徐變和收縮徐變和收縮2022-3-28公路橋涵受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)按下列規(guī)定采用： 鋼筋混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于C20，當(dāng)用HRB400、KL400級(jí)鋼筋時(shí)，不應(yīng)低于C25。 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于C40。嚴(yán)寒區(qū)、海水區(qū)或使用除冰鹽且受影響的橋涵構(gòu)件，不應(yīng)低于C30；有氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)侵蝕物質(zhì)的環(huán)境不應(yīng)低于C35。3.3 混凝土的選用原則3 砼2022-3-28目錄1. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2. 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r3. 混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能4. 鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)及變形性能5. 鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能2022-3-284.1 鋼筋的分類(Steel Reinforceme

38、nt)碳素鋼(Fe, C, Si, Mn, P, S)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(Ti, V, Mn)硅系硅釩系硅鈦系硅錳系硅鉻系按化學(xué)成分Carbon steelLow alloy-steel強(qiáng)度高，塑性和低溫沖擊韌性好 強(qiáng)度高，塑性可焊性低4 鋼筋2022-3-28 鋼筋(4-40mm)熱軋鋼筋：將鋼材(低碳鋼，普通低合金鋼)在高溫狀態(tài)下用機(jī)械方法扎制冷加工鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下機(jī)械拉伸而成，提高強(qiáng)度和節(jié)約鋼材熱處理鋼筋：將HRB400、KL400鋼筋通過加熱、淬火、回火而成按加工工藝碳素鋼絲光面鋼絲：一般以鋼絞線

39、的形式應(yīng)用刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強(qiáng)其與混凝土間的粘結(jié)力(indented wire)鋼絞線 不同數(shù)量鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起。其中7股用得較多。 強(qiáng)度高柔軟，盤彎運(yùn)輸，在大跨橋中用。螺旋肋鋼絲：與刻痕鋼絲(4-9mm)，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土，粘結(jié)性能良好4.1 鋼筋的分類4 鋼筋2022-3-28外形種類強(qiáng)度級(jí)別強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)ftk屈服強(qiáng)度(MPa)工程符號(hào)直徑范圍d/mm光圓鋼筋低碳鋼IR235(HPB235)2358-20帶肋鋼筋低合金鋼IIHRB3353356-50IIIHRB4004006-50余熱處理KL400(RRB)4408-40常用熱軋鋼筋常用熱軋鋼筋R4 鋼筋表面形狀：表面

40、形狀：plain 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 HPB235 生產(chǎn)工藝：生產(chǎn)工藝： hot rolled 鋼筋：鋼筋：bar HRB335 hot rolledribbed bar RRB400 Remained heat treatmentribbed bar 2022-3-28HPB235：質(zhì)量穩(wěn)定，塑性好易成型，但屈服強(qiáng)度較低，不質(zhì)量穩(wěn)定，塑性好易成型，但屈服強(qiáng)度較低，不宜用于結(jié)構(gòu)中的受力鋼筋；宜用于結(jié)構(gòu)中的受力鋼筋；HRB335：帶肋鋼筋，有利于與混凝土之間的粘結(jié)，強(qiáng)度和帶肋鋼筋，有利于與混凝土之間的粘結(jié)，強(qiáng)度和塑性均較好，是塑性均較好，是目前目前主要應(yīng)用的鋼筋品種之一；主要應(yīng)用的鋼筋品種之一；H

41、RB400：帶肋鋼筋，有利于與混凝土之間的粘結(jié)，強(qiáng)度和帶肋鋼筋，有利于與混凝土之間的粘結(jié)，強(qiáng)度和塑性均較好，是塑性均較好，是今后今后主要應(yīng)用的鋼筋品種之一；主要應(yīng)用的鋼筋品種之一；RRB400：是是HRB335鋼筋熱軋后快速冷卻，利用鋼筋內(nèi)溫鋼筋熱軋后快速冷卻，利用鋼筋內(nèi)溫度自行回火而成，淬火鋼筋強(qiáng)度提高，但塑性降度自行回火而成，淬火鋼筋強(qiáng)度提高，但塑性降低，余熱處理后塑性有所改善。一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力低，余熱處理后塑性有所改善。一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋筋2022-3-28強(qiáng)度指標(biāo)的確定(鋼材廢品限值)ftk強(qiáng)度隨機(jī)變量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的具有一定保證率（鋼筋為97.73%

42、）的統(tǒng)計(jì)特征值：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值= =強(qiáng)度平均值強(qiáng)度平均值- -2 2均方差均方差概率密度材料強(qiáng)度強(qiáng)度平均值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值公路橋規(guī)：鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。4 鋼筋2022-3-28BKZZK殘余變形冷拉伸長(zhǎng)率無時(shí)效經(jīng)時(shí)效特性：只提高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降冷拉經(jīng)過停放或加熱后進(jìn)一步提高了屈服強(qiáng)度并恢復(fù)了屈服臺(tái)階，這種現(xiàn)象稱為冷拉時(shí)效硬化。* 溫度過高(450度以上)強(qiáng)度有所降低而塑性性能卻有所增加,溫度超過700度，鋼材會(huì)恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)性能，不會(huì)發(fā)生時(shí)效硬化。為了避免冷拉鋼筋再焊接時(shí)高溫軟化，要先焊好后再進(jìn)行冷拉！4 鋼筋在常溫下用在常溫下用機(jī)

43、械機(jī)械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過超過屈屈服強(qiáng)度的某一應(yīng)力值，然后服強(qiáng)度的某一應(yīng)力值，然后卸載至零卸載至零。2022-3-28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，但塑性降低。將鋼筋(HPB235)用強(qiáng)力拔過比本身直徑小的硬質(zhì)合金拔絲模，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)拉伸力和擠壓力。4 鋼筋2022-3-28按外形4.1 鋼筋的分類光圓(round)：表面平整，截面為圓形變形或帶肋(deformed,ribbed)螺紋鋼筋人字紋月牙紋4 鋼筋2022-3-28按供應(yīng)方式4.1 鋼筋的分類盤圓或盤條鋼筋：直徑為6-10mm的鋼筋卷成圓

44、盤直條或碾條鋼筋：直徑大于12mm的鋼筋軋成6-12m長(zhǎng)一根4 鋼筋2022-3-284.2 鋼筋的強(qiáng)度和變形有有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋明顯屈服點(diǎn)的鋼筋(軟鋼軟鋼)無無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋明顯屈服點(diǎn)的鋼筋(硬鋼硬鋼)單向拉伸實(shí)驗(yàn)單向拉伸實(shí)驗(yàn)4 鋼筋2022-3-28ABBCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)fu拉斷BC段為屈服平臺(tái)CD段為強(qiáng)化段標(biāo)距有有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋明顯屈服點(diǎn)的鋼筋鋼筋計(jì)算的基本指標(biāo)鋼筋計(jì)算的基本指標(biāo)fy 屈服下限屈服下限結(jié)構(gòu)構(gòu)件某一截面屈服后，將在荷載不增加的情況下產(chǎn)生持續(xù)的塑性變形，構(gòu)件可能在鋼筋未進(jìn)入強(qiáng)化段前就產(chǎn)生過大的變形和裂縫，結(jié)果不能正常使用或已破壞。在RC構(gòu)件中，受到混凝土極限應(yīng)

45、變的限制，截面達(dá)到破壞時(shí)鋼筋不大可能進(jìn)入這樣大的應(yīng)變狀態(tài)。 fyfy/fu屈強(qiáng)比(強(qiáng)屈比) :反映出結(jié)構(gòu)可靠性能的大小, 小表明結(jié)構(gòu)的可靠?jī)?chǔ)備越大,一般要求=10l鋼筋拉斷或重新拼和后量側(cè)斷口兩側(cè)的標(biāo)距，即產(chǎn)生殘留伸長(zhǎng)后的標(biāo)距。00100%AAA斷面收縮率(Percentage Reduction of Area) ) 555HPB235,25%HRB335,18%RRB400,14%延性好4 鋼筋l0l2022-3-28)(00sbEllll0不包含頸縮區(qū)拉伸前的量測(cè)標(biāo)距長(zhǎng)度l拉伸斷裂后不包含頸縮區(qū)的量測(cè)標(biāo)距長(zhǎng)度b最大拉伸應(yīng)力Es鋼筋的彈性模量4 鋼筋均勻拉伸率最大應(yīng)力時(shí)應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變

46、和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋真實(shí)的變形能力最大應(yīng)力時(shí)應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋真實(shí)的變形能力2022-3-28有有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋明顯屈服點(diǎn)的鋼筋冷彎性能(Cold Bending Property)伸長(zhǎng)率一般不能反映鋼材的脆化傾向，為使鋼筋在彎折加工時(shí)不致斷裂和在使用過程中不致脆斷，應(yīng)進(jìn)行冷彎試驗(yàn)。將鋼筋在常溫下繞一定直徑D(彎心直徑)的輥軸彎折一定的角度(冷彎角度)，用放大鏡檢查試件表面，如無裂縫、分層以及鱗落等現(xiàn)象，認(rèn)為材料的冷彎性能合格。 D越小，越大，則鋼筋的冷彎性能越好，說明鋼筋的塑性好。4 鋼筋2022-3-28無無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋明顯屈服點(diǎn)的鋼筋(硬鋼硬鋼)硬鋼(消除

47、應(yīng)力鋼絲，鋼絞線):強(qiáng)度高，但低，塑性差，脆性大加載到拉斷，沒有明顯的屈服段。用其配筋的RC構(gòu)件，受拉往往突然斷裂，沒有明顯的預(yù)兆 曲線特性：比例極限a點(diǎn)前:直線，彈性變化a點(diǎn)后:一定的塑性，應(yīng)力和應(yīng)變均持續(xù)增長(zhǎng)極限強(qiáng)度b :頸縮出現(xiàn)下降段，直到拉斷?！皡f(xié)定流限”(條件屈服點(diǎn))作為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，即加載及卸載后，相應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的應(yīng)力，用表示，一般相當(dāng)于b的70-85%，條件屈服強(qiáng)度：0.2=0.85 b4 鋼筋2022-3-284.3鋼筋的徐變和松弛徐變(蠕變)Creep應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)變繼續(xù)增加松弛Stress Relaxation長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)力降低對(duì)結(jié)構(gòu)，尤其是預(yù)應(yīng)

48、力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響，需采取必要的措施4 鋼筋2022-3-284.4 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求4 鋼筋 保證構(gòu)件具有一定的保證構(gòu)件具有一定的強(qiáng)度儲(chǔ)備強(qiáng)度儲(chǔ)備。（1 1）適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比）適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比（2 2）足夠的塑性）足夠的塑性 避免發(fā)生避免發(fā)生脆性脆性破壞。破壞。（4 4）耐久性和耐火性）耐久性和耐火性（3 3）可焊性）可焊性 要求鋼筋具備良好的要求鋼筋具備良好的焊接焊接性能。性能。 （5 5）與混凝土具有良好的）與混凝土具有良好的粘結(jié)粘結(jié) 必要的混凝土保護(hù)層厚度以滿足對(duì)構(gòu)件必要的混凝土保護(hù)層厚度以滿足對(duì)構(gòu)件耐火極限耐火極限的要求。的要求。 （6 6）寒冷地區(qū)，防止鋼筋）寒冷地區(qū)，防止鋼筋低溫冷脆低溫冷脆導(dǎo)致破壞。導(dǎo)致破壞。 2022-3-284.4 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求公路橋規(guī)：公路混凝土橋涵