第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料

第二篇建筑結(jié)構(gòu)第六章

建筑結(jié)構(gòu)材料第六章建筑結(jié)構(gòu)材料6.1鋼筋一、鋼筋的品種

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第六章建筑結(jié)構(gòu)材料第六章建筑結(jié)構(gòu)材料熱軋鋼筋HPB235級(jí)、HRB335級(jí)、HRB400級(jí)、RRB400級(jí)HPBHotrolledPlainBarHRBHotrolledRolledBarRRBRolledRibbedBar屈服強(qiáng)度fyk（標(biāo)準(zhǔn)值=鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB235級(jí)：fyk=235N/mm2HRB335級(jí)：fyk=335N/mm2HRB400級(jí)、RRB400級(jí)：fyk=400N/mm2第六章建筑結(jié)構(gòu)材料

HPB235級(jí)(Ⅰ級(jí))鋼筋多為光面鋼筋，多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋

HRB335級(jí)(Ⅱ級(jí))和

HRB400級(jí)(Ⅲ級(jí))鋼筋強(qiáng)度較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用Ⅱ級(jí)鋼筋作箍筋的為增強(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。

Ⅳ級(jí)鋼筋強(qiáng)度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋，一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。延伸率d5=25、16、14、10%，直徑8~40。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料鋼絲，中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為800~1200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為1470~1860MPa；延伸率d10=6%，d100=3.5~4%；鋼絲的直徑3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.5~15.2mm。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、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。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。熱處理鋼筋是將Ⅳ級(jí)鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(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。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。se第六章建筑結(jié)構(gòu)材料二、鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

◆

有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a’為比例極限

s=Esea’a為彈性極限ade為強(qiáng)化段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強(qiáng)度

fycdcd為屈服臺(tái)階efue為極限抗拉強(qiáng)度

fu

fyfb第六章建筑結(jié)構(gòu)材料幾個(gè)指標(biāo)：屈服強(qiáng)度：是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)，因?yàn)殇摻钋髮⒑艽蟮乃苄宰冃?，且卸載時(shí)這部分變形不可恢復(fù)，這會(huì)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屈服強(qiáng)度。延

伸

率：鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變，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，延性較好均勻延伸率dgt對(duì)應(yīng)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(≥2.5%)屈

強(qiáng)

比反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/fu=0.6~0.7。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系一般可采用雙線性的理想彈塑性關(guān)系1Es第六章建筑結(jié)構(gòu)材料◆無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a點(diǎn)：比例極限，約為0.65fua點(diǎn)前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點(diǎn)后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)——條件屈服點(diǎn)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力《規(guī)范》取s0.2=0.85fu第六章建筑結(jié)構(gòu)材料三、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

按冶金鋼材質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是取其出廠時(shí)的廢品限值，其數(shù)值相當(dāng)于fy,m-3s，具有97.73%的保證率，滿足《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值保證率95%的要求。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料第六章建筑結(jié)構(gòu)材料6.2混凝土一、混凝土的強(qiáng)度1、混凝土強(qiáng)度等級(jí)混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度。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恋膹?qiáng)度等級(jí)是用抗壓強(qiáng)度來劃分的混凝土強(qiáng)度等級(jí)：邊長150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（20±3℃，≥90%濕度）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.15~0.3N/mm2/sec，兩端不涂潤滑劑）測(cè)得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2

《規(guī)范》根據(jù)強(qiáng)度范圍，從C15~C80共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，級(jí)差為5N/mm2。與原《規(guī)范GBJ10-89》相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)范圍由C60提高到C80，C50以上為高強(qiáng)混凝土，有關(guān)指標(biāo)和計(jì)算公式在C50與原《規(guī)范GBJ10-89》銜接。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料100mm立方體強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)立方體強(qiáng)度之間的換算關(guān)系小于C50的混凝土，修正系數(shù)m=0.95。隨混凝土強(qiáng)度的提高，修正系數(shù)m值有所降低。當(dāng)fcu100=100N/mm2時(shí)，換算系數(shù)m約為0.9美國、日本、加拿大等國家，采用圓柱體（直徑150mm，高300mm）標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)定的抗壓強(qiáng)度來劃分強(qiáng)度等級(jí)，符號(hào)記為

fc'。圓柱體強(qiáng)度與我國標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為，立方體和圓柱體抗壓試驗(yàn)都不能代表混凝土在實(shí)際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強(qiáng)度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（制作、測(cè)試方便）。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料2、軸心抗壓強(qiáng)度

軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體試件測(cè)定，用符號(hào)fc表示，它比較接近實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為h/b=3~4，我國通常取150mm×150mm×450mm的棱柱體試件，也常用100×100×300試件。對(duì)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)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為，《規(guī)范》對(duì)小于C50級(jí)的混凝土取k=0.76，對(duì)C80取k=0.82，其間按線性插值第六章建筑結(jié)構(gòu)材料3、軸心抗拉強(qiáng)度也是其基本力學(xué)性能，用符號(hào)

ft表示。混凝土構(gòu)件開裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強(qiáng)度有關(guān)。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料劈拉試驗(yàn)PaP拉壓壓由于軸心受拉試驗(yàn)對(duì)中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗(yàn)測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度第六章建筑結(jié)構(gòu)材料4、混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值《規(guī)范》規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值

fk應(yīng)具有不小于95%的保證率立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu?！兑?guī)范》在確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，假定它們的變異系數(shù)與立方體強(qiáng)度的變異系數(shù)相同，利用與立方體強(qiáng)度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計(jì)算得到。同時(shí)，《規(guī)范》考慮到試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異以及高強(qiáng)混凝土的脆性特征，對(duì)軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度，還采用了以下兩個(gè)折減系數(shù)：⑴結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混凝土試件強(qiáng)度的比值，取0.88；⑵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。第六厲章怎建斥筑結(jié)昏構(gòu)材暢料二、口混凝繳土的耀變形1、單午軸（怪單調(diào)赴）受擇壓應(yīng)役力-應(yīng)變汗關(guān)系混凝套土單穿軸受調(diào)力時(shí)編的應(yīng)汁力-應(yīng)變米關(guān)系樸反映春了混亦凝土狀受力泊全過吉程的川重要泊力學(xué)姿特征是分限析混孟凝土牽構(gòu)件必應(yīng)力選、建哲立承夢(mèng)載力推和變貼形計(jì)御算理毯論的活必要怖依據(jù)黑，也鬧是利庸用計(jì)銹算機(jī)段進(jìn)行澡非線氣性分竟析的務(wù)基礎(chǔ)驕?；炷龓浲羻紊磔S受笛壓應(yīng)協(xié)力-應(yīng)變隨關(guān)系廳曲線吧，?？捎脛t棱柱聰體試斜件來欠測(cè)定私。在普易通試達(dá)驗(yàn)機(jī)串上采因用等應(yīng)河力速紡度加載蚊，達(dá)獸到軸轟心抗埋壓強(qiáng)劈燕度fc時(shí)，怖試驗(yàn)測(cè)機(jī)中桐集聚屆的彈距性應(yīng)虹變能晌大于充試件攝所能派吸收劍的應(yīng)蛛變能費(fèi)，會(huì)魄導(dǎo)致肺試件性產(chǎn)生旗突然痛脆性掛破壞記，只膚能測(cè)升得應(yīng)盲力-應(yīng)變夸曲線民的上升核段。采用等應(yīng)命變速露度加載蔑，或買在試桑件旁漲附設(shè)惹高彈財(cái)性元商件與當(dāng)試件氏一同隆受壓室，以登吸收臺(tái)試驗(yàn)至機(jī)內(nèi)多集聚酷的應(yīng)淺變能拋，可煤以測(cè)夕得應(yīng)懇力-應(yīng)變室曲線胡的下降封段。第六色章吊建攝筑結(jié)聲構(gòu)材拾料強(qiáng)度阻等級(jí)立越高次，線卷彈性語段越葬長，擱峰值汗應(yīng)變紗也有蘇所增潛大。針但高清強(qiáng)混聲凝土君中，妙砂漿污與骨借料的撲粘結(jié)劍很強(qiáng)萌，密秒實(shí)性糟好，占微裂柴縫很米少，恥最后糧的破幣壞往真往是吐骨料取破壞拿，破粥壞時(shí)諷脆性殘?jiān)斤@壤著，渠下降納段越掙陡。第六金章味建解筑結(jié)滴構(gòu)材撞料◆《規(guī)乓范》長應(yīng)力-應(yīng)變鳴關(guān)系上升段：下降段：第六純章肥建意筑結(jié)罵構(gòu)材豈料2、大混凝惡土的譯彈性暗模量原點(diǎn)垃切線珠模量割線矮模量切線尾模量彈性布系數(shù)n隨應(yīng)灣力增給大而帽減小n=1旺~0亞.5第六添章侮建嗚筑結(jié)區(qū)構(gòu)材酬料3、牧混凝投土受唱拉應(yīng)墻力-命應(yīng)變怪關(guān)系第六嫁章插建囑筑結(jié)諷構(gòu)材崇料三、墨混凝某土的希收縮犧和徐截變1、混宏凝土碌的收退縮混凝種土在諸空氣鐵中硬及化時(shí)閑體積碰會(huì)縮好小，腰這種標(biāo)現(xiàn)象愚稱為幅混凝拐土的反收縮駁。收縮背是混各凝土約在不憤受外竄力情土況下扎體積棵變化浴產(chǎn)生慘的變阿形。當(dāng)這李種自軌發(fā)的雕變形指受到雀外部巖（支嶺座）距或內(nèi)北部（逃鋼筋顯）的享約束徑時(shí)，將使仙混凝伶土中堂產(chǎn)生搏拉應(yīng)汗力，稀甚至序引起盟混凝托土的著開裂街?；烀寄两q收縮箭會(huì)使優(yōu)預(yù)應(yīng)患力混沙凝土咱構(gòu)件相產(chǎn)生右預(yù)應(yīng)依力損廉失。某些對(duì)跨另度比爛較敏自感的田超靜白定結(jié)悉構(gòu)（如蘿拱結(jié)話構(gòu)）灰，收元縮也哥會(huì)引訓(xùn)起不創(chuàng)利的芹內(nèi)力模。墻板乒干燥眨收縮禿裂縫局與邊仙框架忌的變霉形第六脂章輛建謝筑結(jié)票構(gòu)材葬料混凝坡土的舊收縮架是隨晶時(shí)間溉而增邁長的閉變形獵，早期巡壽收縮蠻變形興發(fā)展旦較快胸，兩凝周可閃完成貿(mào)全部飄收縮牢的25輛%，一斯個(gè)月棒可完托成50產(chǎn)%，以營后變還形發(fā)反展逐蓮漸減逢慢，納整個(gè)木收縮易過程輔可延籮續(xù)兩子年以踏上。一般咳情況譜下，借最終勾收縮陣應(yīng)變豈值約程為(2秘~5宏)×10-4混凝高土開珍裂應(yīng)齊變?yōu)?0集.5咬~2婆.7扎)×10-4第六態(tài)章幅建掛筑結(jié)撇構(gòu)材軟料◆影響桂因素混凝賠土的稀收縮湯受結(jié)蹈構(gòu)周誰圍的宵溫度碎、濕仇度、蝴構(gòu)件能斷面陷形狀峰及尺獲寸、果配合票比、怒骨料譯性質(zhì)寫、水尖泥性去質(zhì)、略混凝駁土澆博筑質(zhì)鹿量及孟養(yǎng)護(hù)附條件夕等許翁多因妙素有餅關(guān)。水泥接用量戴多、警水灰遭比越碌大，謙收縮哄越大急。骨料野彈性棗模量嬸高、思級(jí)配槽好，姻收縮爽就小滔。干燥薄失水郊及高猜溫環(huán)評(píng)境，累收縮逆大。小尺急寸構(gòu)刷件收那縮大釣，大門尺寸西構(gòu)件弱收縮結(jié)小。高強(qiáng)蝦混凝測(cè)土收慨縮大貓。影響胸收縮兔的因紅素多鞠且復(fù)佩雜，習(xí)要精叔確計(jì)途算尚坊有一乎定的衫困難決。在實(shí)漁際工垂程中交，要謊采取卻一定撞措施虜減小尸收縮吼應(yīng)力螞的不皇利影染響—碑—施工給縫。第六茄章銳建叼筑結(jié)鮮構(gòu)材意料2