建筑結(jié)構(gòu)第五版(第3章)-結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能

第三章結(jié)構(gòu)(jiégòu)材料的力學(xué)性能精品資料鋼材精品資料精品資料一、鋼筋(gāngjīn)的種類及選用強(qiáng)度高，塑性低強(qiáng)度高，粘結(jié)性好強(qiáng)度高預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋熱軋鋼筋鋼絲鋼絞線熱處理鋼筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圓鋼筋變形鋼筋變形鋼筋變形鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度塑性弱強(qiáng)高低精品資料2/4/20234Fig.我國(guó)常見(jiàn)鋼筋(gāngjīn)外形精品資料二、鋼筋(gāngjīn)的力學(xué)性能有明顯(míngxiǎn)屈服點(diǎn)（軟鋼）0dabceoa—彈性階段bc—屈服階段cd—硬化階段de—頸縮階段d0條件屈服點(diǎn)

0.2

是殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力c—條件屈服強(qiáng)度0.2=0.85fu無(wú)明顯屈服點(diǎn)（硬鋼）c0.20.2%a—比例極限fp

c—屈服強(qiáng)度f(wàn)y

d—極限強(qiáng)度f(wàn)u

1.強(qiáng)度相關(guān)→是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)屈強(qiáng)比反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/fu=0.6~0.7。Es精品資料沖擊韌性：是對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)使用鋼材的特殊要求，是檢驗(yàn)(jiǎnyàn)鋼材對(duì)于沖擊荷載的承受能力。2.塑性(sùxìng)性能伸長(zhǎng)率：鋼材拉斷后的塑性變形量較鋼材原始尺度的變化率，是衡量鋼材變形能力的重要指標(biāo)。冷彎指標(biāo)：是檢驗(yàn)鋼材冷加工性能的指標(biāo)，對(duì)于鋼筋與鋼板，其冷彎指標(biāo)是指在常溫下被檢驗(yàn)材料對(duì)于某一相對(duì)的半徑（相對(duì)板材厚度與鋼筋直徑）的彎曲角度。伸長(zhǎng)率:越大,鋼筋延性或塑性越好精品資料3.鋼材(gāngcái)的加工性能常見(jiàn)的建筑工程鋼材加工(jiāgōng)有冷加工(jiāgōng)、熱加工(jiāgōng)兩類：冷加工(jiāgōng)：板材、線材的冷彎；線材的冷拉、冷拔；熱加工(jiāgōng)：焊接。冷拉后的鋼筋沒(méi)有明顯的屈服階段，如B圖。冷拉卸載后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的停滯，再對(duì)其張拉，會(huì)重新恢復(fù)屈服階段而呈現(xiàn)出屈服強(qiáng)度提高的應(yīng)力應(yīng)變圖形；這種現(xiàn)象被稱為冷做硬化現(xiàn)象；冷拉僅提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，不提高其抗壓強(qiáng)度；0σεAB冷拉精品資料冷拔是指將光圓鋼筋以強(qiáng)力拉拽使其通過(guò)小直徑的硬質(zhì)合金模具，使其截面減小而長(zhǎng)度增長(zhǎng)；冷拔后的鋼筋的強(qiáng)度會(huì)大大提高；冷拔后鋼筋的塑性會(huì)降低；冷拔后的鋼筋與之前(zhīqián)的鋼筋不屬于同一種鋼筋。0σε冷拔精品資料混凝土水泥+水石子、沙子混凝土水泥膠體粗細(xì)骨料一、混凝土的強(qiáng)度(qiángdù)立方體抗壓強(qiáng)度(kànɡyāqiánɡdù):fcuk定義：為150mm的立方體試件，在28天齡期單軸抗壓強(qiáng)度150mm150mm150mm強(qiáng)度等級(jí)：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14級(jí)C—混凝土15—立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值為15N/mm2精品資料每一批混凝土都要留試塊，用于檢查(jiǎnchá)質(zhì)量精品資料軸心(zhóuxīn)抗壓強(qiáng)度f(wàn)ck設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)定義：軸心抗壓強(qiáng)度是指按照標(biāo)準(zhǔn)方法(fāngfǎ)制作養(yǎng)護(hù)的截面為150mm×150mm高300mm的棱柱體，在28天齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(fāngfǎ)測(cè)得的抗壓強(qiáng)度。150mm300mmb.折算公式：—軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度比值—高強(qiáng)混凝土脆性折減系數(shù)0.88—經(jīng)驗(yàn)折減系數(shù)精品資料軸心(zhóuxīn)抗拉強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度(kànɡlāqiánɡdù)比抗壓強(qiáng)度低得多，一般只有抗壓強(qiáng)度的5%~10%精品資料二、混凝土的變形(biànxíng)OA—彈性(tánxìng)階段AB—微裂縫開(kāi)展BC—彈塑性，豎向裂縫形成CD—下降段混凝土是彈塑性材料《規(guī)范》提出的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線表達(dá)式受壓混凝土一次短期加荷的應(yīng)力-應(yīng)變曲線精品資料原點(diǎn)彈性模量定義：過(guò)原點(diǎn)作切線的斜率取值：變形模量割線模量：原點(diǎn)和任意點(diǎn)作割線的斜率。切線模量：過(guò)任一點(diǎn)作切線的斜率為時(shí)的切線模量剪切模量：根據(jù)(gēnjù)彈性模量和泊松比確定：混凝土的變形(biànxíng)模量精品資料原因：水分蒸發(fā)(zhēngfā)；凝膠體收縮影響因素(yīnsù)：配合比、養(yǎng)護(hù)、體表比影響：構(gòu)件產(chǎn)生裂縫；引起預(yù)應(yīng)力損失收縮——砼在空氣中硬化體積減小的現(xiàn)象收縮徐變精品資料影響因素(yīnsù)：配合比、養(yǎng)護(hù)、應(yīng)力條件對(duì)構(gòu)件影響：增大變形；引起內(nèi)力重分布；引起預(yù)應(yīng)力損失徐變——砼在長(zhǎng)期荷載作用下隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形原因：水泥膠凝體的流動(dòng)性及內(nèi)部微裂縫開(kāi)展精品資料建筑工程中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15;當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于C20;當(dāng)采用HRB400和RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載(hèzài)的構(gòu)件，不得低于C20;預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于C30;采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于C40.三、混凝土的選用(xuǎnyòng)精品資料第3節(jié)鋼筋(gāngjīn)與混凝土的相互作用－粘結(jié)力一、粘結(jié)力的概念(gàiniàn)若鋼筋與混凝土有相對(duì)變形（滑移），應(yīng)會(huì)在鋼筋和混凝土交界面上，產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力。它反映的是鋼筋與混凝土交界面上沿鋼筋縱向的抗剪能力。精品資料（1）混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力；（2）混凝土顆粒與鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)(huàxué)粘合力；（3）由于鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。二、粘結(jié)力的組成(zǔchénɡ)精品資料（1）粘結(jié)應(yīng)力按曲線分布，最大粘結(jié)應(yīng)力在離開(kāi)端部的某一位置出現(xiàn)，且隨拔出力的大小(dàxiǎo)而變；（2）鋼筋埋入長(zhǎng)度越長(zhǎng)，拔出力越大，但埋入過(guò)長(zhǎng)則尾部的粘結(jié)力很小，甚至為零；（3）粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而增大；（4）變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度比光面鋼筋的大；但若在光面鋼筋末端做彎鉤，則拔出力大大提高。三、影響(yǐngxiǎng)粘結(jié)力因素拔出試驗(yàn):測(cè)定粘結(jié)力粘結(jié)強(qiáng)度:

鋼筋與砼的粘結(jié)面上所能承受平均剪應(yīng)力的最大值。精品資料四、保證鋼筋(gāngjīn)和混凝土間的粘結(jié)措施精品資料（一）保證(bǎozhèng)錨固粘結(jié)應(yīng)力的可靠傳遞錨固鋼筋的外形系數(shù)α(P22)0.170.160.130.190.140.16鋼筋外形系數(shù)α七股鋼絞線三股鋼絞線螺旋肋鋼絲三面刻痕鋼絲帶肋鋼筋光面鋼筋鋼筋類型基本錨固長(zhǎng)度(chángdù)的修正:見(jiàn)P221、縱向受拉鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度精品資料2、框架梁縱向(zònɡxiànɡ)鋼筋在邊支座處的錨固為什么要求(yāoqiú)水平段0.4La？M圖精品資料(二)鋼筋錨固長(zhǎng)度(chángdù)不夠時(shí)的措施末端與短鋼筋雙面貼焊末端帶135°彎鉤末端與鋼板穿孔塞焊精品資料2、一定(yīdìng)的搭接長(zhǎng)度鋼筋(gāngjīn)搭接fyt

fy1.3llll搭接區(qū)鋼筋凈間距的減小使得粘結(jié)強(qiáng)度降低。因此《規(guī)范》取搭接長(zhǎng)度為錨固長(zhǎng)度乘與一個(gè)大于1的系數(shù)。ll=zla

搭接接頭面積百分率（%）2550100z1.21.41.6精品資料規(guī)范規(guī)定，兩搭接接頭(jiētóu)的中心距應(yīng)不小于1.3l1，否則，則認(rèn)為兩搭接接頭(jiētóu)屬于同一搭接范圍。對(duì)于縱向受壓鋼筋，其搭接長(zhǎng)度不應(yīng)少于0.7l1，且不小于200mm。在縱向受力鋼筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)加密配置箍筋，見(jiàn)圖，其直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍。精品資料在錨固區(qū)或受力鋼筋搭接長(zhǎng)度范圍(fànwéi)內(nèi)應(yīng)配置箍筋以改善鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。在錨固長(zhǎng)度范圍(fànwéi)內(nèi)，箍筋直徑不宜小于