《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能

ppt課件1建筑結(jié)構(gòu)主頁目錄幫助上一章下一章混凝土結(jié)構(gòu)的材料《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第1頁。ppt課件2建筑結(jié)構(gòu)第2章主頁目錄幫助上一章下一章本章重點熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度與變形性能及其選用原則；

熟悉土木工程所用鋼筋的品種、級別、性能及其選用原則；

了解鋼筋與混凝土的共同工作原理?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第2頁。ppt課件3建筑結(jié)構(gòu)主頁目錄幫助上一章下一章2.1.1建筑用鋼筋的品種按化學成分§2.1鋼筋碳素鋼

普通低合金鋼按生產(chǎn)工藝熱軋鋼筋；中高強鋼絲；鋼絞線；

冷加工鋼筋按表面形狀光圓鋼筋帶肋鋼筋《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第3頁。ppt課件4混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章

1.碳素鋼

碳素鋼除含有鐵元素，還含有少量的碳、錳、硅、磷、硫等。Mn——錳，Si

——硅，P

——磷，

Fe

——鐵，S

——硫，

C

——碳低碳：C<0.25%中碳：C=0.25~0.6%

高碳：C>0.6%20MnSiV含碳萬分數(shù)含錳、硅、釩的百分數(shù)，取整?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第4頁。ppt課件5混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章

2.普通低合金鋼

碳素鋼中加入少量的合金元素，如：錳、鎳、鈦、釩等。Mn——錳，Ni

——鎳，V

——釩，

Nb

——鈮，Ti

——鈦，

C

——碳20MnSiV20MnSiNb20MnTi20MnSiV含碳萬分數(shù)含錳、硅、釩的百分數(shù)，取整?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第5頁。ppt課件6

砼結(jié)構(gòu)用的普通鋼筋分為熱軋鋼筋和冷加工鋼筋兩大類。鋼筋的分類熱軋光園鋼筋熱軋帶肋鋼筋1熱軋鋼筋是最常用的鋼筋，有熱軋光圓鋼筋（HPB）、熱軋帶肋鋼筋（HRB）和余熱處理鋼筋（RRB）三種?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第6頁。ppt課件7混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章2.1.1建筑用鋼筋的品種熱軋鋼筋4008~40RRB400(K20MnSi)4006~50HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)3356~50HRB335(20MnSi)2358~20HPB235(Q235)fyk/(N/mm2)d/(mm)符號種類§2.1鋼筋《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第7頁。

熱軋鋼筋中HRB400（俗稱新Ⅲ級）是國家技術(shù)政策推薦的主力鋼筋。在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中宜采用Ⅲ級和Ⅱ級鋼筋，也可采用Ⅰ級和Ⅳ級鋼筋。級別強度等級代號符號Ⅰ級HPB235(Q235)Ⅱ級HRB335（20MnSi）Ⅲ級HRB400熱軋鋼筋的符號說明HPB235

屈服強度生產(chǎn)工藝：hotrolled表面形狀：plain鋼筋：bar《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第8頁。ppt課件9混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

HPB

—熱軋光面鋼筋，強度最低；

HRB

—熱軋帶肋鋼筋；

RRB—余熱處理鋼。H——代表熱軋，P——光圓，R

——帶肋，

R

——余熱處理，B

——代表鋼筋目前，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受力鋼筋優(yōu)先采用HRB400級鋼筋《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第9頁。級別強度等級代號公稱直徑dmm屈服點σa(MPa)抗拉強度σb(MPa)伸長率δ(%)冷彎不小于彎曲角度彎心直徑Ⅰ級HPB235(Q235)8～20235370251800dⅡ級HRB335（20MnSi）6～2528～503354901618003d4dⅢ級HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）6～2528～504005401618004d5d熱軋鋼筋的力學性能共62頁

第5頁《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第10頁。ppt課件112

冷加工鋼筋主要有冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭，其使用應(yīng)符合《冷軋帶肋鋼筋砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《冷軋扭鋼筋砼構(gòu)件技術(shù)規(guī)程》。冷加工鋼筋可提高強度、節(jié)約鋼材。

冷拉鋼筋和冷拔低碳鋼絲已被建設(shè)部列為限制使用技術(shù)而淘汰。冷拔低碳鋼絲從2005年1月1日起不得作為結(jié)構(gòu)受力鋼筋使用。冷軋扭鋼筋冷軋帶肋鋼筋《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第11頁。ppt課件12混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章中、高強鋼絲、鋼絞線做預應(yīng)力筋用。中強：800~1370MPa高強：1470~1860MPa《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第12頁。ppt課件13混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2.1.2鋼筋的力學性能

AB’BCDE上屈服點不穩(wěn)定下屈服點出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺CD段為強化段0.2%

0.2標距有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同一.鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第13頁。ppt課件14鋼材的技術(shù)性能

鋼材的性能主要包括力學性能(抗拉性能、沖擊韌性、疲勞強度和硬度等)和工藝性能(冷彎性能、焊接性能和熱處理性能等)兩個方面。一、力學性能（一）拉伸性能實驗方法：使用萬能試驗機在試件兩端施加一對緩慢增加的拉伸荷載，觀察試件的受力與變形過程，直至被拉斷，如圖7-2所示?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第14頁。ppt課件15低碳鋼受拉時，其應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段，見圖7-3。

圖7-2鋼材的拉伸試件1.鋼材應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線圖7-3低碳鋼單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變示意圖《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第15頁。ppt課件161）彈性階段－OB段如卸去荷載，試件將恢復原狀，不產(chǎn)生殘留塑性變形。與A點相對應(yīng)的應(yīng)力為比例極限；與B點相對應(yīng)的最大應(yīng)力稱為彈性極限。2）屈服階段－BC段定義：在BC曲線范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，不再是彈性變形，而是產(chǎn)生了塑性變形，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，這一階段稱為屈服階段。表現(xiàn)：該階段在材料萬能試驗機上表現(xiàn)為指針不動(即使加大送油)或來回窄幅搖動?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第16頁。ppt課件173）強化階段－CD段當荷載超過屈服點以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高，故稱為強化階段。對應(yīng)于最高點D點的應(yīng)力為抗拉強度，又稱強度極限，用表示。4）頸縮破壞階段－DE段過D點后，材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而下降。試件在拉斷前，于薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象”，直至斷裂，如圖7-4所示。

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第17頁。ppt課件18混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理2.1.3鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的理論模型

s

s

s=Es

s

y

s,hfy

s

s

s=Es

s

y

s,hfyfs,u

s,u

s

s

s=Es

s

yfy

s,ufs,u有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第18頁。ppt課件19圖7-4鋼材頸縮拉斷示意圖2.主要指標

1）彈性模量(E)定義：在彈性階段的OA段內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常量，稱為彈性模量，用E表示。公式：2）屈服強度定義：以屈服階段的最低應(yīng)力點作為材料抗力的指標，稱為屈服強度或屈服點，用表示。公式：《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第19頁。ppt課件20混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼筋的強度和變形指標

AB’BCDE0.2%

0.2強度指標*

明顯流幅的鋼筋：下屈服點對應(yīng)的強度作為設(shè)計強度的依據(jù)。*

無明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時所對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強度?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第20頁。ppt課件21應(yīng)用：鋼材在結(jié)構(gòu)中的受力不得進入屈服階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中以屈服強度作為鋼材設(shè)計強度取值的依據(jù)，施工選材驗收也以屈服強度作為重要的技術(shù)指標。硬鋼性質(zhì)：中碳鋼與高碳鋼(硬鋼)，拉伸時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線無明顯屈服現(xiàn)象，伸長率小，斷裂時呈脆性破壞，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖7-5所示。規(guī)范規(guī)定以試件在拉伸過程中產(chǎn)生0.2%塑性變形時的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第21頁。ppt課件22圖7-5硬鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線3）抗拉強度

定義：稱強度極限D(zhuǎn)點對應(yīng)的應(yīng)力為抗拉強度公式：4）屈強比

定義：鋼材的屈服強度與抗拉強度之比稱為屈強比公式：《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第22頁。ppt課件235）伸長率定義：試件拉斷后有效長度的伸長量與原有效長度的比率。公式：《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第23頁。ppt課件24混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章

變形指標用延伸率和冷彎性能衡量。延伸率同一根鋼筋延伸率大，鋼筋的塑性性能好，破壞前有明顯預兆。：

：

:::《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第24頁。ppt課件25二、工藝性能（一）冷彎性能定義：冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形而不斷裂的能力。試驗要求：鋼材試件繞著指定彎心彎曲至指定角度后，如試件彎曲處的外拱面和兩側(cè)面不出現(xiàn)斷裂、起層現(xiàn)象，即認為冷彎合格。如圖7-11和圖7-12所示：a）彎曲準備b）彎曲至a角度c）彎心d，彎曲1800d）彎心0，彎曲1800圖7-11鋼材的冷彎試驗示意圖《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第25頁。ppt課件26混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章反復彎曲要求：冷彎過程中無裂縫、脫皮或斷裂。D愈小，

愈大，塑性愈好。反復次數(shù)愈多，塑性愈好。主頁目錄幫助上一章下一章冷彎冷彎是檢驗鋼筋變形能力的指標。鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預兆愈明顯。

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第26頁。ppt課件27疲勞強度鋼材在交變荷載的反復作用下，往往在應(yīng)力遠小于其抗拉強度甚至小于屈服強度的情況下就突然發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而降低，如圖所示。鋼材疲勞強度示意圖《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第27頁。ppt課件28（一）概念定義：將鋼材在常溫下進行強力的拉或壓，使之超過屈服，產(chǎn)生一定的塑性變形，以達到提高其機械強度和鋼材利用率（同時降低塑性和韌性）的加工方法，稱為鋼材的冷加工；包括冷加工強化和冷加工時效。五、鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用1．冷加工強化定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若立即再拉伸，會發(fā)現(xiàn)屈服點明顯提高，而塑性、韌性和彈性模量明顯降低，這種現(xiàn)象稱為冷加工強化；如圖7-16曲線對應(yīng)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線所示?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第28頁。ppt課件29鋼材冷拉時效強化示意圖2．冷加工時效定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若放置一段時間，會發(fā)現(xiàn)屈服強度進一步提高、極限抗拉強度也提高，塑性和韌性進一步降低、彈性模量得到一定恢復的現(xiàn)象稱為冷加工時效；如圖曲線對應(yīng)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線所示。《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第29頁。ppt課件30建筑工程中大量使用的鋼筋采用冷加工強化具有明顯的經(jīng)濟效益。冷拔鋼絲的屈服點可提高40％—60％可適當減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計截面減小混凝土中配筋數(shù)量《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第30頁。ppt課件31第七章建筑鋼材（二）應(yīng)用常利用冷加工、時效作用來提高其強度，增加鋼材的品種規(guī)格，節(jié)約鋼材。常見的冷加工方式有冷拉、冷拔、冷軋等。1.冷拉定義：將鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長至超過屈服點某處，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，然后緩慢卸去荷載的加工方式。作用：通過冷拉，能使鋼筋的強度提高，長度增加，從而達到矯直、除銹、節(jié)約鋼材的目的?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第31頁。ppt課件32混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章＊鋼筋的冷加工1）.冷拉

BKZZ’K’殘余變形冷拉伸長率無時效經(jīng)時效K點的選擇：超過屈服強度溫度的影響：溫度達700oC時恢復到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉特性：只提高抗拉強度，不提高抗壓強度，強度提高，塑性下降《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第32頁。ppt課件332.冷拔定義：在常溫下將鋼筋通過硬質(zhì)合金拔絲?？讖娦欣危鐖D7-17所示。作用：提高鋼材的屈服強度。圖7-17冷拔加工示意圖3.冷軋工藝：將圓鋼在軋鋼機上軋成刻痕。作用：增大鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力。第七章建筑鋼材《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第33頁。ppt課件34混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章＊鋼筋的冷加工2）.冷拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點和流幅冷拔既能提高抗拉強度又能提高抗壓強度《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第34頁。ppt課件35問題：

直接承受動荷載作用的焊接鋼結(jié)構(gòu)是否能使用經(jīng)冷加工的鋼材嗎？為什么？

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第35頁。ppt課件36答：不能。因為冷加工后鋼材的塑性和韌性大大降低，可焊性變差，增加了焊接后的硬脆傾向，為了防止鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生突然的脆性斷裂，所以不能采用?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第36頁。ppt課件372.1.4鋼的選用原則基本要求：對一般結(jié)構(gòu)：具有屈服點、抗拉強度、伸長率三項機械性能和硫、磷含量兩項化學成分的合格保證對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)有含碳量的合格保證對于較大型構(gòu)件、直接承受力荷載的結(jié)構(gòu)，鋼材應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證對于大、重型結(jié)構(gòu)和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，根據(jù)冬季工作溫度情況應(yīng)具有常溫和低溫沖擊韌性的合格保證《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第37頁。ppt課件38混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章2.1.4鋼筋的選用原則

強度高熱軋鋼筋鋼絲、鋼絞線、各種冷加工鋼筋《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第38頁。ppt課件39混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章

變形性能好保證延伸率和冷彎性能滿足要求。：

：

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第39頁。ppt課件40混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章可加工性好與混凝土粘結(jié)錨固性好經(jīng)濟性《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第40頁。ppt課件41混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：

宜用HRB400和HRB335鋼筋

可用HPB235、RRB400鋼筋預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：

宜用鋼鉸線、鋼絲、可用熱處理鋼筋不主張推廣應(yīng)用冷加工鋼筋，其延性差。鋼筋的選用原則《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第41頁。ppt課件42四、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼鋼筋的主要品種有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋等。鋼絲的主要品種有冷拔低碳鋼絲、預應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線等。（一）熱軋鋼筋經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。根據(jù)鋼筋的表面特征將熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第42頁。ppt課件431.鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋牌號：HPB235、HPB300兩個牌號符號意義：H、P、B分別為熱軋(Hotrolled)、光圓(Plain)、鋼筋(Bars)3個詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的屈服強度特征值。2.熱軋帶肋鋼筋帶肋鋼筋分為月牙肋鋼筋和等高肋鋼筋，見圖。帶肋鋼筋3.熱軋鋼筋的選用

光圓鋼筋：廣泛用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第43頁。ppt課件44（二）冷軋帶肋鋼筋工藝：冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或三面橫肋的鋼筋，見圖。牌號：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四個牌號。符號意義：C、R、B分別為冷軋(Coldrolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bar)三個詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的抗拉強度最小值?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第44頁。ppt課件45（三）預應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋工藝：預應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋，是由熱軋螺紋鋼筋（即普通熱軋中碳低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理制成的螺紋鋼筋。用途：主要用于預應(yīng)力混凝土橋梁軌枕，還用于預應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車梁等。（四）預應(yīng)力混凝土用鋼絲工藝：預應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拉或消除應(yīng)力等處理后制成的高強度鋼絲。a）二面肋b）三面肋c）冷軋帶肋鋼筋實物圖圖7-19冷軋帶肋鋼筋橫截面上月牙肋分布情況《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第45頁。ppt課件46鋼絞線用于預應(yīng)力鋼筋混凝土梁和橋梁斜拉索，如圖7-21所示。鋼絞線的工程應(yīng)用實例《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第46頁。ppt課件47例題：經(jīng)試驗測得某工程用熱軋鋼筋的屈服荷載為29kN，極限荷載為50kN，鋼筋公稱直徑為12mm，5d標距拉斷后的長度為78.4mm，10d拉斷后的長度為148mm。試計算：屈服強度，抗拉強度，屈強比，δ5，δ10《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第47頁。ppt課件48混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章三.鋼筋的徐變和松弛徐變應(yīng)力不變，隨時間的增長應(yīng)變繼續(xù)增加松弛長度不變，隨時間的增長應(yīng)力降低對結(jié)構(gòu)，尤其是預應(yīng)力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響，需采取必要的措施《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第48頁。ppt課件49混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.2混凝土2.2.1組成結(jié)構(gòu)及特點主要材料：水泥、水、砂、石

混凝土:

普通混凝土是由水泥、石子和砂用水經(jīng)攪拌、養(yǎng)護和硬化后形成的一種復合材料，具有多相特性?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第49頁。ppt課件50混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章

普通混凝土的優(yōu)點：（1）原材料豐富，造價低廉，可就地取材；（2）可根據(jù)混凝土的用途來配制不同性質(zhì)的混凝土；（3）凝結(jié)前有良好的可塑性，可利用模板澆灌成任何形狀及尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；（4）與鋼筋有較高的握裹力，混凝土與鋼筋的線膨脹系數(shù)基本相同，兩者復合后能較好的共同工作。

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第50頁。ppt課件51混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章普通混凝土的缺點：（1）抗拉強度低，一般為抗壓強度的十分之一到二十分之一，易產(chǎn)生裂縫，受拉易產(chǎn)生脆性破壞；（2）自重大，比強度小，不利于建筑物向高層、大跨度方向發(fā)展；（3）耐久性不夠，硬化慢，生產(chǎn)周期長。《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第51頁。ppt課件52

2.2.1混凝土的組成結(jié)構(gòu)通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠體、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成；亞微觀結(jié)構(gòu)：混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；宏觀結(jié)構(gòu)：砂漿和粗骨料組合結(jié)構(gòu)?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第52頁。ppt課件53混凝土的強度混凝土立方抗壓強度混凝土軸心抗壓強度混凝土抗拉強度150×150×150150×150×300100×100×500《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第53頁。ppt課件54混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章2.2.2單軸向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強度立方體抗壓強度fcu,k（強度等級）

1.標準尺寸：150mm×150mm×150mm2.養(yǎng)護條件：20℃±3℃，濕度≥90%；28d3.試驗方法：恒定的加載速度，墊板不涂潤滑劑

4.強度保證率：95%承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第54頁。ppt課件55《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第55頁。ppt課件56《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第56頁。ppt課件57《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第57頁。ppt課件58混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強度標準試塊：150×150×150非標準試塊：100×100×100換算系數(shù)0.95200×200×200換算系數(shù)1.05立方體抗壓強度是區(qū)分混凝土強度等級的指標，我國規(guī)范混凝土的強度等級有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方體抗壓強度立方體抗壓強度fcu,k與強度等級《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第58頁。ppt課件59混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章軸心抗壓強度fc,k

混凝土軸心抗壓強度的平均值立方體抗壓強度的平均值

棱柱體強度與立方體強度之比值承壓板試塊《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第59頁。ppt課件60混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章混凝土強度等級≤C40C45C50C55C60C65C70C75C80

c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82

c1

的取

值《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第60頁。ppt課件61劈裂試驗FdF

抗拉強度是混凝土的基本力學指標之一?？刹捎弥苯訙y試法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。拉壓壓軸心抗拉強度ft《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第61頁。ppt課件62混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章軸心抗拉強度軸心抗拉強度的平均值

立方體抗壓強度的平均值

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第62頁。ppt課件63混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章復合應(yīng)力下的強度雙向受力1.01.01.21.2-0.2-0.2

2/fc

1/fc拉壓《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第63頁。ppt課件64混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章復合應(yīng)力下的強度雙向受力《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第64頁。ppt課件65混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章圖中：fc—混凝土單軸抗壓強度；此圖說明：壓-壓：強度提高；拉-拉：強度不變；拉-壓：抗拉和抗壓強度都低。《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第65頁。ppt課件66第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

4復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度

雙軸應(yīng)力狀態(tài)

①雙向受拉，接近單軸抗拉強度；②雙向受壓，混凝土的側(cè)向變形受到約束，強度提高；

③一拉一壓，加速了混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，抗拉、抗壓強度均降低。混凝土的三軸抗壓強度

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第66頁。ppt課件67第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

4復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度

三軸應(yīng)力狀態(tài)

試件側(cè)向變形受到限制，其內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，當側(cè)壓力增大時，軸向抗壓強度也相應(yīng)增大?；炷恋娜S抗壓強度

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第67頁。ppt課件68第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

4復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度

剪壓或剪拉復合應(yīng)力狀態(tài)

①隨著拉應(yīng)力的增大，混凝土的抗剪強度降低。②隨著壓應(yīng)力的增大，混凝土的抗剪強度逐漸增大；當壓應(yīng)力超過某一數(shù)值后，抗剪強度隨壓應(yīng)力增大而減小?；炷恋募魤簭秃蠌姸?/p>

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第68頁。ppt課件69第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

6三向受壓時混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線

試件縱向受壓時，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，內(nèi)部微裂縫的發(fā)展受到抑制，從而提高了試件的縱向強度和延性，特別是延性大為提高?；炷翀A柱體三向受壓時軸向應(yīng)力—應(yīng)變曲線

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第69頁。ppt課件70第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

6三向受壓時混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線

螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第70頁。ppt課件71

復合受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強度三向受壓時混凝土的強度：

1=fcc’

1=fcc’

2=

3=fLfL----側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）圓柱體試驗有側(cè)向約束時的抗壓強度無側(cè)向約束時圓柱體的單軸抗壓強度《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第71頁。ppt課件72混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章混凝土的變形模量彈性模量變形模量切線模量《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第72頁。ppt課件73混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章

長期荷載作用下的變形：徐變

定義：在荷載保持不變的情況下，變形隨時間推移繼續(xù)增大的現(xiàn)象。

特點：早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第73頁。ppt課件74第二章鋼筋和混凝土的材料性能應(yīng)變與時間的關(guān)系曲線（t0

時刻加載，t時刻卸載）t0elashcrela,ela,,cr,eteeeeee瞬時恢復應(yīng)變彈性后效殘余應(yīng)變加載瞬時應(yīng)變

收縮應(yīng)變

徐變

▲特點：開始快、以后慢；半年完成大部分、一年穩(wěn)定、三年終止徐變與時間的關(guān)系《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第74頁。ppt課件75第二章鋼筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲不利影響：徐變會使結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）的變形增大（如撓度）

；引起預應(yīng)力損失；在長期高應(yīng)力作用下，甚至會導致破壞?！欣绊懀?/p>

有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力；減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力；受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。徐變對結(jié)構(gòu)的影響《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第75頁。ppt課件76徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的影響PAsPAs

s1

c1P

s2As

s2P拆去，鋼筋受壓混凝土受拉，可能會引起混凝土開裂徐變：

s

，c

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第76頁。ppt課件77混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章徐變對結(jié)構(gòu)的影響：使構(gòu)件變形增大；在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加，混凝土應(yīng)力減小；在預應(yīng)力構(gòu)件中，使預應(yīng)力發(fā)生損失；在超靜定結(jié)構(gòu)中，使內(nèi)力發(fā)生重分布?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第77頁。ppt課件78第二章鋼筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲內(nèi)在因素：是混凝土的組成和配比。骨料的剛度（彈性模量）越大，體表比越大，徐變就越小;

水灰比越小，水泥用量越少，徐變也越小?！h(huán)境影響：包括養(yǎng)護和使用條件。受荷前養(yǎng)護的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。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。影響徐變的因素《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第78頁。ppt課件79影響徐變的因素：應(yīng)力：

c<0.5fc，徐變變形與應(yīng)力成正比----線性徐變

0.5fc<

c<0.8fc，非線性徐變

c>0.8fc，徐變急劇增長，造成混凝土破壞加荷時混凝土的齡期，越早，徐變越大水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大骨料越硬，徐變越小.養(yǎng)護條件：溫度高，濕度大，水泥水化作用充分徐變越小。《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第79頁。ppt課件80混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章收縮定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時體積減小的現(xiàn)象。收縮率：3×10-4。收縮=凝縮+干縮特點：早期快，可延續(xù)2年以上?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第80頁。ppt課件81混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章收縮對結(jié)構(gòu)的影響：當收縮受到約束時，引起構(gòu)件開裂。減少收縮的措施：限制水泥用量；減小水灰比；加強振搗和養(yǎng)護；加強構(gòu)造鋼筋配置；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。影響因素：

混凝土的組成及配合比，尤其是水灰比；養(yǎng)護條件；使用時的溫度與濕度。《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第81頁。ppt課件82混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主頁目錄幫助上一章下一章2.2.4混凝土的選用原則鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土強度等級不應(yīng)低于C15。用HRB335級鋼筋時，不宜低于C20；用HRB400和RRB400級鋼筋時，不得低于C20。預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中

混凝土強度等級不應(yīng)低于C30。當采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時，不宜低于C40?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第82頁。ppt課件83混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.3

鋼筋的錨固與連接2.3.1粘結(jié)的意義

粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。粘結(jié)應(yīng)力：鋼筋與混凝土接觸面上為抵抗變形差所產(chǎn)生的剪應(yīng)力?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第83頁。ppt課件84第二章材料的力學性能2.3鋼筋與混凝土的粘結(jié)無粘結(jié)梁受荷前ss=0無粘結(jié)梁受荷后相對滑移受力性能同素混凝土梁粘結(jié)的概念《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第84頁。ppt課件85第二章材料的力學性能2.3鋼筋與混凝土的粘結(jié)有粘結(jié)梁受荷前sssst+dssssss+dss

dx

有粘結(jié)梁受荷后dx《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第85頁。ppt課件86混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.3

鋼筋的錨固與連接粘結(jié)的分類

粘結(jié)按其在構(gòu)件中的作用性質(zhì)分為二類：⑴.錨固粘結(jié)（延伸粘結(jié)）⑵.裂縫間的局部粘結(jié)(a)錨固粘結(jié)應(yīng)力

(b)裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第86頁。ppt課件87混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.3鋼筋的錨固與連接2.3.2粘結(jié)力的組成（１）鋼筋與混凝土接觸面上的化學吸附作用力——

膠著力。（２）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生的——摩阻力。（３）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合作用力——咬合力?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第87頁。ppt課件88混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.3鋼筋的錨固與連接

變形鋼筋與混凝土之間的機械咬合作用主要是由于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而產(chǎn)生的。

變形鋼筋和混凝土的機械咬合作用《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第88頁。ppt課件89混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.3鋼筋的錨固與連接2.3.3粘結(jié)強度平均粘結(jié)應(yīng)力

光面鋼筋帶肋鋼筋

md.lNpt=《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第89頁。ppt課件90混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第2章主頁目錄幫助上一章下一章§2.3鋼筋的錨固與連接2.3.4影響粘結(jié)強度的因素（1）混凝土強度；（2）鋼筋表面形狀；（3）保護層厚度、鋼筋凈距；（4）橫向鋼筋；（5）澆筑混凝土的深度?！朵摻罨炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》鋼筋混凝土材料性能全文共104頁，當前為第90頁。ppt課件91