混凝土結構原理-材料性能（PPT,共93）

第2章混凝凝土結構構用材料料的性能能§2.1鋼筋§2.2混凝土§2.3鋼筋與混混凝土的的粘結§2.1鋼筋（steelreinforcement）熱軋鋼筋筋冷加工鋼鋼筋鋼絲及鋼鋼絞線2.1.1鋼筋的品品種(reinforcementtypes)與性能第2章混凝凝土結構構用材料料的性能能加工工藝藝按化學成成分碳素鋼普通低合合金鋼錳系硅礬系低碳鋼中碳鋼高碳鋼硅鈦系硅錳系硅鉻系C<0.25%C=0.25%～0.6%C=0.6%～1.4%有無物理理屈服點點有無鋼絞線線熱處理鋼鋼筋鋼絲熱軋鋼筋筋軟鋼硬鋼鋼筋的分分類第2章混凝凝土結構構用材料料的性能能含C量影響冷加工鋼鋼筋軋制和加加工工藝藝HPB300HRB335HRB400RRB400宜用于預預應力混混凝土結結構40Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr《規(guī)范》未列入，，執(zhí)行相相應的行行業(yè)技術術規(guī)程。。冷拉鋼筋筋冷撥鋼絲絲冷軋帶肋肋鋼筋冷軋扭鋼鋼筋鋼筋的分分類熱處理鋼鋼筋熱軋鋼筋筋第2章混凝土結結構用材料的的性能外形：光面、、變形鋼筋的-關系stress-strainrelationlPPA※鋼筋的強度與與變形第2章混凝土結結構用材料的的性能比例極限屈服強度極限強度o(N/mm2)fyfued流幅abcoa－彈性階段a－比例極限fpproportionallimitb－屈服強度fyloweryield，是鋼筋強度的的設計依據cd－強化階段d－極限抗拉強強度fuultimatetensilestrengthde－頸縮階段bc－屈服階段有明顯屈服點點的鋼筋-圖（簡化圖）第2章混凝土結結構用材料的的性能0.2%0.2(N/mm2)o無明顯屈服點點的鋼筋-圖0.2－條件屈服強度(equivalentyieldstrength)殘余應變?yōu)?.2%所對應的應力力《規(guī)范》取s0.2=0.85fu第2章混凝土結結構用材料的的性能※第2章混凝土結結構用材料的的性能屈強比=屈服強度fy/極限強度fu原應力-應變圖1.熱軋鋼筋hotrolledsteelreinforcingbarHPB300級、HRB335級、HRB400級、RRB400級HPBHotrolledPlain光圓BarHRBHotrolledRibbedBarRRBRolled余熱處理Ribbed帶肋Bar強度標準值fyk（標準值=鋼材廢品限值值，保證率97.73%）⑴種類第2章混凝土結結構用材料的的性能種類符號fyf

'y熱軋鋼筋HPB300270270HRB335(20MnSi)300300HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)360360RRB400(K20MnSi)R360360光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋鋼筋的直徑：：d＝6；6.5；8；8.2；10；12；14；16；18；20；22；25；28；32；36；40；50mm第2章混凝土結結構用材料的的性能熱軋光面鋼筋筋HPB300(Ⅰ級)，多作為鋼筋筋混凝土板和和小型構件的的受力鋼筋以以及各種構件件的構造鋼筋筋和箍筋。熱軋帶肋鋼筋筋HRB335(Ⅱ級)，多作為大中中型鋼筋混凝凝土結構構件件的受力鋼筋筋和構造鋼筋筋以及預應力力混凝土結構構構件中的非非預應力鋼筋筋，尺寸較大大的構件；也也有用Ⅱ級鋼筋作箍筋筋的為增強與與混凝土的粘粘結（Bond），外形制作作成月牙肋或或等高肋的變變形鋼筋（DeformedBar）。熱軋帶肋鋼筋筋HRB400(Ⅲ級)強度較高，用用于大中型鋼鋼筋混凝土結結構和高強混混凝土結構構構件的受力鋼鋼筋。余熱處理鋼筋筋RRB400Ⅳ級鋼筋強度太高，不不適宜作為鋼鋼筋混凝土構構件中的配筋筋，一般冷拉拉后作預應力力筋。第2章混凝土結結構用材料的的性能(1)應力應變曲線線1Es熱軋鋼筋的力力學性能屈強比反映鋼筋的強強度儲備，fy/fu=0.6~0.7。強度設計值fys為材料分項系系數o(N/mm2)fyfu第2章混凝土結結構用材料的的性能第1章材料的物物理力學性能能1.1鋼筋的物理力力學性能4鋼筋的應力—應變簡化模型（1）理想彈塑性模模型（2）三段線性模型型伸長率（Percentageofelongation）：鋼筋拉斷斷時的應變，，是指鋼筋試試件上標距為為10d、5d（d為鋼筋的試件件直徑）或100mm范圍內的極限限伸長率，記記為δ10、δ5和δ100。延伸率大的的鋼筋，在拉拉斷前有足夠夠預兆，延性性較好。含碳碳量越低的鋼鋼筋，屈服臺臺階越長，延延伸率也越大大，塑性性能能越好。(2)塑性性能：第2章混凝土結結構用材料的的性能均勻伸長率δgt由非頸縮斷口口區(qū)域標距的的殘余應變εr與恢復的彈性性應變εe組成。均勻伸長率第2章混凝土結結構用材料的的性能冷彎性能是將鋼筋圍繞繞某個規(guī)定的的直徑D（D規(guī)定為1d，2d，3d等）的輥軸彎彎曲成一定的的角度（90°或180°），彎曲后的的鋼筋應無裂裂紋或斷裂現現象。鋼輥的直徑越越小，彎轉角角度越大，鋼鋼筋的冷彎性性能就越好，，冷彎是反映映鋼筋塑性性性能的另一項項指標，它與與延伸率對鋼鋼筋塑性的標標志是一致的的。第2章混凝土結結構用材料的的性能為檢驗鋼材內內在質量和塑塑性性能的綜綜合指標。2.中高強鋼絲（wire）和鋼絞線（strandortendon）：均用于預應力力混凝土結構構。預應力鋼鋼絲是以優(yōu)質質高碳鋼盤條條經等溫淬火火再拉拔而成成的鋼絲。中中強鋼絲的強強度為800～1200MPa，高強鋼絲、、鋼絞線的為為1470～1860MPa；冷拉低碳鋼絲絲φb碳素鋼絲φs刻痕鋼絲φk鋼絞線φj第2章混凝土結結構用材料的的性能鋼絞線是用一種稍粗粗的直鋼絲為為中心，其余余鋼絲圍繞其其進行螺旋狀狀絞合，再經經低溫回火處處理，有2股、3股、7股等，常用的的是3股、7股鋼絞線。刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲繩狀鋼絞線鋼絲的直徑3～9mm；外形有光面面、刻痕和螺螺旋肋三種。。第2章混凝土結結構用材料的的性能硬鋼的應力—應變曲線d——極限抗拉強度度e——極限應變條件屈服強度度：取殘余應變?yōu)闉?.2%所對應的應力力作為無明顯顯流幅鋼筋的的強度限值，，通常稱為條件屈服強度度。目的：改變鋼鋼材內部結構構，提高強度度，節(jié)約鋼筋筋。但經冷加工后后，鋼筋的延延伸率降低。。4.冷加工鋼筋是指在常溫下下采用冷加工工工藝對熱軋軋鋼筋進行加加工得到的鋼鋼筋。方法：冷拉、、冷拔、冷軋軋、冷軋扭。3.熱處理鋼筋（heattreatment）：是將Ⅳ級鋼筋通過加加熱、淬火和和回火等調質質工藝處理，，使強度得到到較大幅度的的提高，而延延伸率降低不不多。用于預預應力混凝土土結構。第2章混凝土結結構用材料的的性能o冷拉控制應力力(N/mm2)冷拉率殘余變形o'abcc'd'd冷拉無時效冷拉經時效冷拉鋼筋由熱熱軋鋼筋在常常溫下經機械械拉伸而成，，冷拉應力值值應超過鋼筋筋的屈服強度度。鋼筋經冷冷拉后，抗拉拉屈服強度提提高，但塑性性降低，這種種現象稱為冷拉強化。冷拉后，經經過一段時間間鋼筋的屈服服點比原來的的屈服點有所所提高，這冷拉第2章混凝土土結構用材材料的性能能d1d2Pd2d1冷拔鋼絲是是將鋼筋用用強力拔過過比它本身身直徑還小小的硬質合合金拔絲模模而成的鋼鋼絲。分為為甲級和乙乙級兩個級級別?？商岣咪摻罱畹目估瓘姀姸群涂箟簤簭姸?，但但塑性降低低很多，冷冷拔低碳鋼鋼絲的延性較差，且表面光光滑，與混混凝土粘結性差。冷拔第2章混凝土土結構用材材料的性能能冷軋帶肋鋼鋼筋是以普普通低碳鋼鋼、優(yōu)質碳碳素鋼或低低合金鋼熱熱軋圓盤條條為母材，，在表面冷冷軋成具有有三面或兩兩面月牙形形橫肋的鋼鋼筋，分為為五個級別別（CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170），極限強強度與冷拔拔低碳鋼絲絲相近，但但伸長率比比冷拔低碳碳鋼絲有明明顯提高。。冷軋帶肋鋼鋼筋冷軋扭鋼筋筋冷軋扭鋼筋筋是以熱軋軋光面鋼筋筋HPB235為原材料，，在常溫下下按規(guī)定的的工藝參數數，經鋼筋筋冷軋扭機機一次加工工，軋扁扭扭曲呈連續(xù)續(xù)螺旋狀的的冷強化鋼鋼筋，有矩矩形、菱形形和螺旋肋肋幾種。第2章混凝土土結構用材材料的性能能2.1.2混凝土結構構對鋼筋性性能的要求求2.塑性：要求鋼筋混混凝土結構構承載能力力極限狀態(tài)態(tài)為具有有明顯預兆兆的塑性破破壞。伸長率冷彎要求3.可焊性：焊接后不應應產生裂紋紋及過大的的變形，以以保證焊接接接頭性能能良好。1.強度：強度是鋼筋筋質量的重重要目標。。屈服強度、、抗拉強度度、強屈比比。4.與混凝土具具有良好的的粘結第2章混凝土土結構用材材料的性能能微觀結構亞微觀結構構宏觀結構水泥石結構構水泥砂漿結結構砂漿粗骨料料體系混凝土組成成結構1.水泥凝膠2.晶體骨架3.未水化完的的水泥顆粒粒4.凝膠孔1.水泥石為基基相2.砂子為分散散相水泥看作是是基相，粗粗骨料分布布在砂漿中中，砂漿與與粗骨料的的結合面是是薄弱面。。由水泥、砂砂子和石子子三種材料料及水按一定配合比比拌合，經經過凝固硬硬化后做成成的人工石石材§2.2混凝土（concrete）第2章混凝土土結構用材材料的性能能混凝土受壓壓破壞機理可概括為：：隨著應力力的增大，，沿粗骨料料界面和砂砂漿內部的的微裂縫逐逐漸延伸和和擴展，導導致砂漿的的損傷不斷斷積累；裂裂縫貫通后后，混凝土土的連續(xù)性性遭到破壞壞，逐漸喪喪失其承載載力，破壞壞的實質是是由連續(xù)材材料逐步變變成不連續(xù)續(xù)材料的過過程。第2章混凝土土結構用材材料的性能能常用等級：：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80依此確定我國混凝土強度度等級：用標準制作作方式制成成的150mm×150mm×150mm的立方體試試塊，在20±3℃℃的溫度和相相對濕度在在90%以上的潮濕濕空氣中養(yǎng)養(yǎng)護28天，用用標準試驗驗方法測得得具有95％保證率率的抗壓強強度。fcuk=μf-1.645σf2.2.1混凝土的強強度1.抗壓強度⑴立方體抗壓壓強度fcuk第2章混凝土土結構用材材料的性能能影響立方體體抗壓強度度的因素：：內因：如強強度與水泥泥標號、骨骨料品種、、配合比等等外因：試驗驗方法（箍箍套）、加加荷速率、、齡期、溫溫度、濕度度、試件尺尺寸。尺寸的影響響：fcu(150)=0.95fcu(100)fcu(150)=1.05fcu(200)“箍套”作用用不涂潤滑劑劑涂潤滑劑第2章混凝土土結構用材材料的性能能未采取減摩措施采取減摩措施后第二章鋼鋼筋和混混凝土的材材料性能第二章鋼鋼筋和混混凝土的材材料性能2.1混凝土2、軸心抗壓壓強度fc（1）軸心抗壓強強度的概念念：也稱棱柱體體抗壓強度度（用符號fc表示），是用高寬寬比為2~4的棱柱體試試件測得的的抗壓強度度，我國標標準以150×150×300mm的棱柱體試試件為標準準試件，也常用150×150×450的棱柱體試試件。（2）棱柱體抗壓壓強度和立立方體抗壓壓強度的換換算關系結構混凝土強度與試塊混凝土強度的比值脆性影響系數

棱柱體強度與立方體強度之比值第二章鋼鋼筋和混混凝土的材材料性能2.1混凝土二、混凝土土破壞機理理fc<fcu?（a）不涂潤滑劑（b）涂潤滑劑>≈棱柱體立方體混凝土的破破壞機理A點以前，微微裂縫沒有有明顯發(fā)展展，混凝土土的變形主主要彈性變變形，應力力－應變關關系近似直直線。A點應力隨混混凝土強度度的提高而而增加，對對普通強度度混凝土sA約為(0.3~0.4)fc，對高強混混凝土sA可達(0.5~0.7)fc到達B點以后，混混凝土產生生部分塑性性變形，應應力－應變變逐漸偏離離直線。B點時的裂縫縫發(fā)展已不不穩(wěn)定，試試件的橫向向變形突然然增大，常常取sB作為混凝土土的長期抗抗壓強度；普通強度度混凝土sB約為0.8fc，高強混凝凝土sB可達0.95fc到達C點時，內部部微裂縫連連通形成破破壞面，試試件承載力力開始減小小而進入下下降段。B點時的應力力稱為峰值應力，即為混凝凝土棱柱體體抗壓強度度；相應的的縱向壓應應變稱為峰值應變，，約為0.002。繼續(xù)發(fā)展展至D點時，破壞壞面初步形形成。E點以后，縱縱向裂縫形形成一個斜斜向的破壞壞面，此破破壞面在正正應力和剪剪應力的作作用下形成成破壞帶。此時試件件的強度由由破壞面上上骨料間的摩摩阻力提供。隨著著應變進一一步發(fā)展，，摩阻力不不斷下降，，試件的殘殘余強度約約為0.1~0.4fc由上述混凝凝土的破壞壞機理可知知，微裂縫縫的發(fā)展導導致橫向變變形的增大大。對橫向變形形加以約束束，就可以限限制微裂縫縫的發(fā)展，，從而可提提高混凝土土的抗壓強強度。約束混凝土土可以提高高混凝土的的強度，但更值得注注意的是可可以提高混混凝土的變變形能力，這一點對對于抗震結結構非常重重要。2022/10/27軸心抗拉強度度ft混凝土抗拉強強度ft劈裂強度ftsSplittingStrength實驗表明：ft<fts軸心抗拉強度度標準值第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能2.1混凝土《普通混凝土力力學性能試驗驗方法標準》選用簡支梁進進行試驗，采采用三分點對對稱加載?？拐蹚姸鹊?章混凝土結結構用材料的的性能第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能3、混凝土強度度的標準值（1）《規(guī)范》規(guī)定材料強度的標準值fk

應具有不小于95%的保證率（3）軸心抗壓強度標準值（2）立方體抗壓強度標準值

fcu,k=

fcu,m(1-1.645)第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能2.1混凝土[例]已知fcu,m=30MPa,d=0.14，求fcu,k和fckfcu,k=fcu,m×(1-1.645d)=23.09MPafc,m=0.76fcu,mfck=fcu,m(1-1.645d)×0.88×1.0=0.76fcu,m(1-1.645d)×0.88××1.0=15.44MPa2.392.642.993.11橋規(guī)⑴混凝土的雙向向受力強度1、2（壓－壓）強強度增加1、2（拉－壓）強強度降低1、2（拉－拉）單單向受拉強度度基本不變3.混凝土在復合合應力作用下下的強度雙軸受力試驗驗一般采用正正方形試件，，試驗時沿板板平面內的兩兩對應邊分別別作用法向應應力1和2，沿板厚方向向的法向應力力3=0，板處于平面面應力狀態(tài)。。由于同時拉壓壓時，增加了了試件另一方方向的受拉變變形，加速了了內部微裂縫縫的發(fā)展，使使混凝土強度度降低?；炷恋膹姸染陀趩屋S受受力（拉或壓壓）強度。第2章混凝土結結構用材料的的性能0第2章混凝土結結構用材料的的性能雙軸受力強度度在有剪應力作作用時，混凝凝土的抗壓強強度將低于單單向抗壓強度度。⑵混凝土在法向向應力和切應應力作用下的的復合強度在剪壓應力狀狀態(tài)下，壓應應力達到0.6fc前，混凝土的的抗剪強度隨隨壓應力增大大而提高，超超過0.6fc后，抗剪強度度隨壓應力增增大反而減小小，當壓應力力達到混凝土土軸心抗壓強強度時，抗剪剪強度為零。。在剪拉應力狀狀態(tài)下，隨著著拉應力絕對對值的增加，，混凝土抗剪剪強度降低，，當拉應力約約為0.1fc時，混凝土受受拉開裂，抗抗剪強度降低低為零。第2章混凝土結結構用材料的的性能⑶混凝土的三向向受壓強度工程應用：約約束混凝土鋼管砼密配螺旋箍筋筋2003=50N/mm235N/mm213310N/mm21501005005101520251—2(N/mm2)1(‰)三向受壓時，，混凝土的抗抗壓強度和極極限變形都有有較大提高。。第2章混凝土結結構用材料的的性能工程應用——鋼管砼、密配配螺旋箍筋縱向鋼筋螺旋箍筋工程應用——鋼管混凝土、、密配螺旋箍箍筋第2章混凝土結結構用材料的的性能2.2.2混凝土的變形形混凝土的變形形分為兩類：：混凝土的受受力變形和非非受力變形一.混凝土的受力力變形1.受壓混凝土一一次短期加荷荷的-曲線試件：棱柱體體2022/10/27混凝土單調短短期加載下的的變形性能Stress-strainRelationship分析混凝土構構件應力、建建立承載力和和變形計算理理論的必要依依據，也是利利用計算機進進行非線性分分析的基礎。。02468102030s(MPa)e×10-3BACEDFO試件為棱柱體體或圓柱體2022/10/27A點以前，微裂裂縫沒有明顯顯發(fā)展，混凝凝土的變形主主要彈性變形形，應力－應應變關系近似似直線。A點應力隨混凝凝土強度的提提高而增加，，對普通強度度混凝土sA約為(0.3~0.4)fc，對高強混凝凝土sA可達(0.5~0.7)fccu02468102030s(MPa)e×10-3ABCEDFO軸心受壓混凝凝土的應力—應變曲線2022/10/27到達B點以后，混凝凝土產生部分分塑性變形，，應力－應變變逐漸偏離直直線。B點時的裂縫發(fā)發(fā)展已不穩(wěn)定定，試件的橫橫向變形突然然增大，常取取sB作為混凝土的的長期抗壓強強度；普通強度混混凝土sB約為0.8fc，高強混凝土土sB可達0.95fccu02468102030s(MPa)e×10-3BACEDFO軸心受壓混凝凝土的應力—應變曲線2022/10/27到達C點時，內部微微裂縫連通形形成破壞面，，試件承載力力開始減小而而進入下降段段。C點時的應力稱稱為峰值應力，即為混凝土土棱柱體抗壓壓強度；相應應的縱向壓應應變稱為峰值應變，約為0.002。繼續(xù)發(fā)展至至D點時，破壞面面初步形成。。(fc,0)cu02468102030s(MPa)e×10-3BACEDFOe0fc軸心受壓混凝凝土的應力—應變曲線2022/10/27E點以后，縱向向裂縫形成一一個斜向的破破壞面，此破破壞面在正應應力和剪應力力的作用下形形成破壞帶。此時試件的的強度由破壞壞面上骨料間的摩阻阻力提供。隨著應應變進一步發(fā)發(fā)展，摩阻力力不斷下降，，試件的殘余余強度約為0.1~0.4fc02468102030s(MPa)e×10-3BACEDFO（拐點）（收斂點）軸心受壓混凝凝土的應力—應變曲線2022/10/27軸心受壓混凝凝土的應力—應變曲線02468102030s(MPa)e×10-3BACEDFO1.三個特征值峰值應力fc峰值應變0極限壓應變cu2.混凝土是一種種彈塑性材料料3.曲線上升段高高低反映混凝凝土強度大小小，下降段陡陡緩反映混凝凝土變形能力力的大小(fc,0)cu第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能2.1混凝土（3）不同強度等級級混凝土的應應力-應變曲線強度越高，峰值應變越越大，極限應應變越小，下下降段越陡峭峭——延性越差強度越低，峰值應變越越小，極限應應變越大，下下降段越平緩緩——延性越好2.1混凝土▲混凝土彈性模模量的測定與與計算建規(guī)割線模量。棱棱柱體試件。。受壓：受拉：Ec′=0.5Ec泊松比是指一一次短期加載載(受壓)時試件的橫向向應變與縱向向應變之比。。混凝土的泊松松比c混凝土的切變變模量當壓應力較小小時，約為0.15~0.18；接近破壞時時，可達0.5以上。《規(guī)范》取c=0.2。c=0.2第2章混凝土結結構用材料的的性能4.受拉混凝土的的變形當拉應力≤0.5ft*時，應力應變變關系接近于于直線；當約為0.8ft*時，反映受拉拉時塑性變形形的發(fā)展。試件斷裂時的的極限拉應變變一般取t=1.5×10-4。第2章混凝土結結構用材料的的性能第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能2.1混凝土（1）徐變的概念念2、荷載長期作作用下混凝土土的變形性能能－－徐變▲凝膠體的塑性流動?！芽p的出現與發(fā)展。（2）產生徐變的原因混凝土在荷載載的長期作用用下，其應變變或變形隨時時間增長的現現象稱為徐變。第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能應變與時間的的關系曲線（t0時刻加載，t時刻卸載）▲特點：開始快、、以后慢；半半年完成大部部分、一年穩(wěn)穩(wěn)定、三年終終止（3）徐變與時間間的關系第二章鋼鋼筋和混凝土土的材料性能能2.1混凝土▲不利影響：徐變會使結構構（或構件））的變形增大（如撓度）；引起預應力損失；在長期高應力作用下，甚至至會導致破壞。▲有利影響：有利利于于結結構構構構件件產產生生內（（應應））力力重重分分布布，降降低低結結構構的的受受力力；；減小小大體體積積混混凝凝土土內的的溫溫度度應應力力；；受拉拉徐徐變變可可延緩緩收收縮縮裂裂縫縫的出出現現。。（4）徐徐變變對對結結構構的的影影響響在混混凝凝土土的的組組成成成成分分中中，，水水灰灰比比愈愈大大，，水水泥泥水水化化后后殘殘余余的的游游離離水水愈愈多多，，徐徐變變也也愈愈大大；；水水泥泥用用量量愈愈多多，，凝凝膠膠體體在在混混凝凝土土中中所所占占比比重重也也愈愈大大，，徐徐變變也也愈愈大大；；骨骨料料愈愈堅堅硬硬，，彈彈性性模模量量愈愈大大以以及及骨骨料料所所占占體體積積比比愈愈大大，，則則由由凝凝膠膠體體流流動動后后傳傳給給骨骨料料壓壓力力所所引引起起的的變變形形也也愈愈小小，，徐徐變變也也愈愈小小。。1)材料料組組成成影響響徐徐變變的的因因素素：：養(yǎng)護護環(huán)環(huán)境境濕濕度度愈愈大大，，溫溫度度愈愈高高，，則則水水泥泥水水化化作作用用愈愈充充分分，，徐徐變變就就愈愈小小，，混混凝凝土土在在使使用用期期間間處處于于高高溫溫、、干干燥燥條條件件下下所所產產生生的的徐徐變變比比低低溫溫、、潮潮濕濕時時明明顯顯增增大大。。此此外外，，由由于于混混凝凝土土中中水水分分的的揮揮發(fā)發(fā)逸逸散散與與構構件件的的體體積積與與表表面面積積之之比比有有關關，，因因而而構構件件尺尺寸寸愈愈大大，，表表面面積積相相對對愈愈小小，，徐徐變變就就愈愈小小。。2)外部部環(huán)環(huán)境境第2章混混凝凝土土結結構構用用材材料料的的性性能能當≤0.5fc時，，徐徐變變與與應應力力成成正正比比，，為為線線性性徐徐變變。。3)應力力大大小小當=(0.5~0.8)fc時，，徐徐變變的的增增長長速速度度比比應應力力的的增增長長速速度度快快，，為為非非線線性性徐徐變變。。當σ>0.8fc時，，混混凝凝土土內內部部的的微微裂裂縫縫進進入入非非穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)發(fā)發(fā)展展，，導導致致混混凝凝土土破破壞壞。。取取σ=0.8fc作為為混混凝凝土土的的長長期期抗抗壓壓強強度度。。初初應應力力越越大大，，徐徐變變也也越越大大。。第2章混混凝凝土土結結構構用用材材料料的的性性能能加載載時時混混凝凝土土的的齡齡期期越越長長，，徐徐變變越越小小。。為了了減減少少徐徐變變，，應應避避免免過過早早地地給給結結構構施施加加長長期期荷荷載載，，例例如如在在施施工工期期內內避避免免過過早早地地撤撤除除構構件件的的模模板板支支柱柱等等，，也也可可以以采采取取加加快快混混凝凝土土硬硬結結的的措措施施來來減減小小齡齡期期對對徐徐變變的的影影響響。。4)齡期期影影響響第2章混混凝凝土土結結構構用用材材料料的的性性能能第二二章章鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土的的材材料料性性能能2.1混凝凝土土混凝凝土土在在空空氣氣中中硬硬化化時時體體積積會會縮縮小小，，這種種現現象象稱稱為為混混凝凝土土的的收收縮縮。（收收縮縮是是混混凝凝土土在在不受受外外力力情況況下下由由于于體體積積變變化化而而產產生生的的變變形形。。））4、混混凝凝土土的的收收縮縮▲物理理方方面面：干干燥燥失失水水。?！瘜W學方方面面：混凝凝土土的的碳碳化化（凝膠膠體體中中的的Ca(OH)2CaCO3）。（2）引引起起收收縮縮的的原原因因（1）收收縮縮的的概概念念第二二章章鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土的的材材料料性性能能2.1混凝凝土土▲當收收縮縮受受到到約束束（如如支支座座、、內內部部鋼鋼筋筋））時時，，將將使使混混凝凝土土中中產生生拉拉應應力力，，甚甚至至引引起起混混凝凝土土的的開開裂裂。?！炷镣潦帐湛s縮會會使使預應應力力混混凝凝土土構件件產產生生預應應力力損損失失。。（3）收收縮縮對對結結構構的的影影響響圖b)墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形圖a)鋼筋筋混混凝凝土土構構件件的的收收縮縮裂裂縫縫第二二章章鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土的的材材料料性性能能2.1混凝凝土土▲早期期發(fā)發(fā)展展快快，，兩周周可完完成成全全部部收收縮縮的的25%，一個個月月可完完成成50%；以以后后發(fā)發(fā)展展逐逐漸漸減減慢慢，，整個個收收縮縮過過程程可延延續(xù)續(xù)兩年年以上上。。一般般情情況況下下，，最最終終收收縮縮應應變變值值約約為為(2~5)××10-4混凝凝土土開開裂裂應應變變?yōu)闉?0.5~2.7)××10-4（4）收收縮縮與與時時間間的的關關系系第二二章章鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土的的材材料料性性能能2.1混凝凝土土▲水泥泥的的強強度度等等級級高高、、用用量量多多、、水水灰灰比比大大，，收收縮縮就就大大；；▲骨料料彈彈性性模模量量高高、、級級配配好好，，收收縮縮就就小??；；▲養(yǎng)護護時時的的濕濕度度大大、、溫溫度度高高，，收收縮縮就就小??；；▲使用用時時的的濕濕度度大大、、溫溫度度低低，，收收縮縮就就小??；；▲構件件體體表表比比大大，，收收縮縮就就小??；；▲混凝凝土土越越密密實實，，收縮縮越越小??；；（5）影影響響收收縮縮的的因因素素第二二章章鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土的的材材料料性性能能2.1混凝凝土土（6）膨脹的概念

混凝土在水中硬化時體積會增大，這種現象稱為混凝土的膨脹。但混混凝凝土土的的膨膨脹脹值值一一般般較較小小，，對對結結構構的的影影響響也也較較小小，，所所以以經經常常不不予予考考慮慮。。（7）膨膨脹脹對對結結構構的的影影響響2.2.3混凝凝土土的的選選用用原原則則建筑筑工工程程中中，，鋼鋼筋筋混混凝凝土土構構件件的的混混凝凝土土強強度度等等級級不應應低于于C20當采采用用HRB400級鋼鋼筋筋時時，，不宜宜低于于C25當采采用用HRB400和RRB400級鋼鋼筋筋以以及及承承受受重重復復荷荷載載的的構構件件，，不得得低于于C30預應應力力混混凝凝土土結結構構不應應低于于C30采用用鋼鋼絞絞線線、、鋼鋼絲絲、、熱熱處處理理鋼鋼筋筋作作預預應應力力鋼鋼筋筋時時，，不宜宜低于于C40第2章混混凝凝土土結結構構用用材材料料的的性性能能第二二章章材材料料的的力力學學性性能能2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結無粘結梁受荷前ss=0無粘結梁受荷后相對滑移受力力性性能能同同素素混混凝凝土土梁梁2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結一、、粘粘結結的的概概念念第二二章章材材料料的的力力學學性性能能2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結端部有錨固無粘結梁受荷前ss=常數端部有錨固無粘結梁受荷后第二二章章材材料料的的力力學學性性能能2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結有粘結梁受荷前sssst+dssssss+dss

dx

有粘結梁受荷后dx通過過粘粘結結可可實實現現鋼筋筋與與混混凝凝土土之之間間的應應力力傳傳遞遞，，保保證證兩兩種種材材料料結合合在在一一起起共同同工工作作。。第二二章章材材料料的的力力學學性性能能2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結三、、兩兩類類粘粘結結1、錨錨固固粘粘結結二、、粘粘結結的的作作用用梁柱節(jié)點鋼筋搭接

fyttfy鋼筋截斷懸臂梁la柱腳2、局局部部粘粘結結NNt裂縫間粘結應力第二二章章材材料料的的力力學學性性能能2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結§2.3鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結鋼筋筋與與混混凝凝土土之之間間的的粘粘結結是是這這兩兩種種材材料料共共同同工工作作的的保保證證，，使使之之能能共共同同承承受受外外力力、、共共同同變變形形、、抵抵抗抗相相互互之之間間的的滑滑移移。。產生生鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土粘粘結結力力的的主主要要原原因因：：混凝凝土土收收縮縮將將鋼鋼筋筋緊緊緊緊握握固固而而產產生生的的摩摩擦擦力力；；混凝凝土土顆顆料料的的化化學學作作用用產產生生的的混混凝凝土土與與鋼鋼筋筋之之間間的的膠膠合合力力；；鋼筋筋表表面面凹凹凸凸不不平平與與混混凝凝土土之之間間產產生生的的局局部部粘粘結結應應力力；；鋼筋筋端端部部在在混混凝凝土土內內的的錨錨固固作作用用。。第2章混混凝凝土土結結構構用用材材料料的的性性能能2.3.1粘結結力力的的定定義義若鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土有有相相對對變變形形（（滑滑移移）），，就就會會在在鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土交交界界面面上上產產生生沿沿鋼鋼筋筋軸軸線線方方向向的的相相互互作作用用力力，，這這種種力力稱稱為為鋼鋼筋筋與與混混凝凝土土的的粘粘結結力力。。是指指相相鄰鄰兩兩個個開開裂裂截截面面之之間間產產生生的的鋼鋼筋筋拉拉力力，，通通過過裂裂縫縫兩兩側側的的粘粘結結應應力力部部分分地地向向混混凝凝土土傳傳遞遞，，使使未未開開裂裂的的混混凝凝土土受受拉拉。。⑴裂縫縫之之間間局局部部粘粘結結應應力力粘結應應力局部粘粘結應應力錨固粘粘結應應力第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能是指鋼鋼筋伸伸入支支座或或支座座負彎彎矩鋼鋼筋在在跨間間截斷斷時，，必須須具有有足夠夠的錨錨固長長度，，通過過錨固固長度度積累累的粘粘結力力。按鋼筋筋所處處部位位和所所起作作用不不同受受壓、、受拉拉、支支座、、節(jié)點點及鋼鋼筋截截斷時時，錨錨固長長度各各異。。⑵鋼筋端端部的的錨固固粘結結應力力第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能lTdmax以錨固固粘結結應力力為例例：u錨固設設計的的基本本原則則是必必須保保證足足夠的的錨固固粘結結強度度以使使鋼筋筋強度度得以以充分分利用用，即即第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能2.3.2粘結力力的組組成1.粘結力力的組組成⑴化化學膠膠結力力混凝土土凝結結時，，由于于水泥泥的水水化作作用在在鋼筋筋與混混凝土土接觸觸面上上產生生的化化學吸吸附作作用力力；來來源于于澆筑筑時水水泥漿漿體向向鋼筋筋表面面氧化化層的的滲透透和養(yǎng)養(yǎng)護過過程中中水泥泥晶體體的生生長和和硬化化。取取決于于水泥泥的性性質和和鋼筋筋表面面的粗粗糙程程度。。這種種力一一般很很小，，只在在鋼筋筋和混混凝土土界面面存在在，當當接觸觸面發(fā)發(fā)生相相對滑滑移時時就消消失，，僅在在局部部無滑滑移區(qū)區(qū)內起起作用用。第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能⑵摩擦力力混凝土土收縮縮后將將鋼筋筋緊緊緊地握握裹住住，當當鋼筋筋和混混凝土土產生生相對對滑移移時，，在鋼鋼筋和和混凝凝土界界面上上將產產生摩摩擦力力。它它取決決于混混凝土土發(fā)生生收縮縮、荷荷載和和反力力等對對鋼筋筋的徑徑向壓壓應力力、鋼鋼筋和和混凝凝土之之間的的粗糙糙程度度等。。鋼筋筋和混混凝土土之間間的擠擠壓力力越大大、接接觸面面越粗粗糙，，則摩摩擦力力越大大。第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能鋼筋表表面凹凹凸不不平與與混凝凝土產產生的的機械械咬合合作用用而產產生的的力，，即混混凝土土對鋼鋼筋表表面斜斜向壓壓力的的縱向向分力力，取取決于于混凝凝土的的抗剪剪強度度。⑶機械咬咬合力力變形鋼鋼筋的的橫肋肋會產產生這這種咬咬合力力，它它的咬咬合作作用往往往很很大，，是變變形鋼鋼筋粘粘結力力的主主要來來源。。⑷鋼筋端端部的的錨固固力采取錨錨固措措施后后所造造成的的機械械錨固固力。。第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能2.光面鋼鋼筋的的粘結結性能能光面鋼鋼筋的的粘結結力以以化學學膠結結力和和摩擦擦力為為主。。鋼筋與與混凝凝土的的粘結結強度度通常常采用用拔出出試驗驗來測測定。。設拔拔出力力為F，則以以粘結結破壞壞（鋼鋼筋拔拔出或或混凝凝土劈劈裂））時鋼鋼筋與與混凝凝土截截面上上的最最大平平均粘粘結應應力作作為粘粘結強強度。。第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能3.變形鋼鋼筋的的粘結結性能能粘結強強度仍仍由化化學膠膠結力力、摩摩擦力力和鋼鋼筋表表面凹凹凸不不平的的機械械咬合合力組組成，，但主主要是是鋼筋筋表面面突出出肋與與混凝凝土之之間的的機械械咬合合力。。變形形鋼筋筋和光光圓鋼鋼筋的的主要要區(qū)別別是鋼鋼筋表表面具具有不不同形形狀的的橫肋肋或斜斜肋。變形鋼鋼筋外外圍混混凝土土的內內裂縫縫第2章混混凝土土結構構用材材料的的性能能2影響粘粘結強強度的的主要要因素素（1）混混凝土土強度度：混凝土土強度度等級級高、粘結強強度大；且且與ft成正比比。（2）鋼鋼筋的的外形形特征征:變形鋼鋼筋的的粘結強強度大于光面鋼鋼筋的粘結結強度度。（3）保護層層厚度度和鋼鋼筋凈凈間距距：相對保保護層層厚度度c/d越大，粘結強強度越越高。鋼筋筋凈距距s與鋼筋筋直徑徑d的比值值s/d越大，，粘結結強度度也越越高。。第二章章材材料料的力力學性性能2.3鋼筋與與混凝凝土的的粘結結第二章章材材料料的力力學性性能2.3鋼筋與與混凝凝土的的粘結結（4）橫向配配筋：：限制了了徑向裂裂縫的發(fā)展展，使使粘結強強度得到提高?！嬖趥葌葔毫α商岣哒辰Y強強度；；▲受反復復荷載載作用用的鋼筋筋，肋肋前后后的混