鋼筋混凝土的一般概念及材料的主要力學(xué)性能PPT課件

1、目 錄 0緒論 1.鋼筋混凝土的一般概念及材料的主要力學(xué)性能 2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理 3.受彎構(gòu)件承載力計(jì)算與構(gòu)造 4.鋼筋混凝土構(gòu)件的變形與裂縫計(jì)算 5.鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 8.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 6.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 目 錄 9.鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu) 11.多層及高層房屋結(jié)構(gòu)概論 13.砌體材料及其力學(xué)性能 14.砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計(jì)算 15.混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱設(shè)計(jì) 15.1房屋結(jié)構(gòu)布置方案 緒論 0.1建筑結(jié)構(gòu)的分類及應(yīng)用 基本建筑構(gòu)件：板、梁、柱、墻、基礎(chǔ)等 建筑結(jié)構(gòu)：由基本建筑構(gòu)件組成的建筑物承重骨架 建筑結(jié)構(gòu)的要求：安全性、實(shí)用性、耐久性 建筑結(jié)構(gòu)的分

2、類按材料和受力方式兩方面劃分：建筑結(jié)構(gòu)的分類按材料和受力方式兩方面劃分： 按材料劃分為：、鋼結(jié)構(gòu)、 木結(jié)構(gòu)等。 按結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)分為：混合結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、 剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。 混合結(jié)構(gòu)的傳力路線：樓（屋）面荷載 板梁 磚石墻體 （柱） 基礎(chǔ) 緒論 0.20.2建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況 材料方面材料方面 古代：磚、木結(jié)構(gòu)古代：磚、木結(jié)構(gòu) 近代：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和近代：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) 計(jì)算理論計(jì)算理論 古代：近似計(jì)算古代：近似計(jì)算 近代：近代： 2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代：考慮砼塑性性能的破壞年代：考慮砼塑性性能的破壞 階段計(jì)算方法，采用了單一的安全系數(shù)；階段計(jì)算方

3、法，采用了單一的安全系數(shù)； 5050年代：極限年代：極限 狀態(tài)計(jì)算，規(guī)定了極限狀態(tài)，有三個(gè)系數(shù)，荷載、材料系狀態(tài)計(jì)算，規(guī)定了極限狀態(tài)，有三個(gè)系數(shù)，荷載、材料系 數(shù)和工作條件系數(shù)（數(shù)和工作條件系數(shù)（19661966年規(guī)范）。年規(guī)范）。 近來：以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)計(jì)算法，近來：以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)計(jì)算法，8989年年 規(guī)范及新規(guī)范（規(guī)范及新規(guī)范（GBI10-89GBI10-89、GB50010GB5001020022002） 緒論 施工工藝方面施工工藝方面 向著工業(yè)化、定型化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。向著工業(yè)化、定型化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。 施工技術(shù)方面施工技術(shù)方面 大模板滑模施工、預(yù)應(yīng)力混凝土平板樓

4、蓋等。大模板滑模施工、預(yù)應(yīng)力混凝土平板樓蓋等。 總之：高強(qiáng)度、高性能的材料的應(yīng)用；計(jì)算理論的更加科總之：高強(qiáng)度、高性能的材料的應(yīng)用；計(jì)算理論的更加科 學(xué)合理；重量更輕、跨度更大；安全性、耐久性更好；施學(xué)合理；重量更輕、跨度更大；安全性、耐久性更好；施 工更方便快捷是今后的發(fā)展方向。工更方便快捷是今后的發(fā)展方向。 緒論 0.3本課程內(nèi)容特點(diǎn)及要求 內(nèi)容：內(nèi)容： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)和房屋結(jié)構(gòu)）、砌體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)和房屋結(jié)構(gòu)）、砌體結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 本課程所述材料的力學(xué)性能與材料力學(xué)所學(xué)內(nèi)容有本課程所述材料的力學(xué)性能與材料力學(xué)所學(xué)內(nèi)容有 許多相似之處，但也有不同之處。主要在均質(zhì)

5、和非均質(zhì)、彈許多相似之處，但也有不同之處。主要在均質(zhì)和非均質(zhì)、彈 性和彈塑性等之分。性和彈塑性等之分。 建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，絕大部分是建立在實(shí)驗(yàn)的基建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，絕大部分是建立在實(shí)驗(yàn)的基 礎(chǔ)上。目前尚無完善的理論，應(yīng)十分注重試驗(yàn)和各公式的使礎(chǔ)上。目前尚無完善的理論，應(yīng)十分注重試驗(yàn)和各公式的使 用條件和范圍。用條件和范圍。 內(nèi)力分析和變形計(jì)算的理論來自結(jié)構(gòu)力學(xué)，但，考慮內(nèi)力分析和變形計(jì)算的理論來自結(jié)構(gòu)力學(xué)，但，考慮 到結(jié)構(gòu)的實(shí)際，又建立了一套自身的計(jì)算方法，應(yīng)注意他們到結(jié)構(gòu)的實(shí)際，又建立了一套自身的計(jì)算方法，應(yīng)注意他們 的聯(lián)系和區(qū)別。的聯(lián)系和區(qū)別。 本課程除了進(jìn)行構(gòu)件的強(qiáng)度和變形計(jì)算外，還

6、要解決本課程除了進(jìn)行構(gòu)件的強(qiáng)度和變形計(jì)算外，還要解決 緒論 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題（包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇和構(gòu)造要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題（包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇和構(gòu)造要求 等），綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)。等），綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)。 構(gòu)造要求和結(jié)構(gòu)計(jì)算同樣重要，我們專業(yè)更應(yīng)注重構(gòu)造構(gòu)造要求和結(jié)構(gòu)計(jì)算同樣重要，我們專業(yè)更應(yīng)注重構(gòu)造 要求。要求。 要求：要求： 在本課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，要熟悉和重視國家最新頒布的建在本課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，要熟悉和重視國家最新頒布的建 筑結(jié)構(gòu)筑結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)范，對(duì)現(xiàn)行各種，對(duì)現(xiàn)行各種規(guī)范規(guī)范的條款要理會(huì)、熟悉并學(xué)的條款要理會(huì)、熟悉并學(xué) 會(huì)應(yīng)用。會(huì)應(yīng)用。 本課程涉及的眾多構(gòu)造要求是非常重

7、要的，要充分重視本課程涉及的眾多構(gòu)造要求是非常重要的，要充分重視 對(duì)構(gòu)造要求的學(xué)習(xí)，并加深理解其中的道理。對(duì)構(gòu)造要求的學(xué)習(xí)，并加深理解其中的道理。 本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)好本課程的關(guān)鍵，本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)好本課程的關(guān)鍵， 實(shí)踐性環(huán)節(jié)在其中起著十分重要的作用。在理論學(xué)習(xí)的過程中，實(shí)踐性環(huán)節(jié)在其中起著十分重要的作用。在理論學(xué)習(xí)的過程中， 要注重聯(lián)系實(shí)際，多到施工現(xiàn)場(chǎng)及預(yù)制構(gòu)件廠去實(shí)習(xí)、觀摩、參要注重聯(lián)系實(shí)際，多到施工現(xiàn)場(chǎng)及預(yù)制構(gòu)件廠去實(shí)習(xí)、觀摩、參 觀，多動(dòng)手、勤思考、重理解、會(huì)分析。結(jié)合施工圖的識(shí)讀，積觀，多動(dòng)手、勤思考、重理解、會(huì)分析。結(jié)合施工圖的識(shí)讀，積 累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

8、累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 鋼筋混凝土的一般概念及材料的主要力學(xué)性能 1.1 P1P2 (a) P1P2 中和軸 受拉鋼筋 (b) 鋼筋混凝土的一般概念和特點(diǎn) 概念：概念： 由鋼筋和混凝土結(jié)合在由鋼筋和混凝土結(jié)合在 一起共同工作的材料，該材料一起共同工作的材料，該材料 可充分利用混凝土的抗壓性能可充分利用混凝土的抗壓性能 和鋼筋的抗拉性能。和鋼筋的抗拉性能。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 與磚木結(jié)構(gòu)相比強(qiáng)度與磚木結(jié)構(gòu)相比強(qiáng)度 高；高； 鋼材用量少；鋼材用量少； 耐久性好；耐久性好； 耐火性好；耐火性好； 可模性好；可模性好； 整體性好；整體性好； 材料來源廣泛材料來源廣泛 圖1.1素混凝土和鋼筋 混凝土波懷情況對(duì)比 軟剛和

9、硬剛鋼筋的強(qiáng)度和變形性軟剛和硬剛鋼筋的強(qiáng)度和變形性 能主要由單向拉伸測(cè)得的應(yīng)力能主要由單向拉伸測(cè)得的應(yīng)力 應(yīng)應(yīng) 變曲線來表征。試驗(yàn)表明，鋼筋的變曲線來表征。試驗(yàn)表明，鋼筋的 拉伸應(yīng)力拉伸應(yīng)力 應(yīng)變曲線可分為兩類：應(yīng)變曲線可分為兩類： 有明顯的流幅的鋼筋（也稱為軟鋼）有明顯的流幅的鋼筋（也稱為軟鋼） 見圖見圖1.21.2，沒有明顯流幅的鋼筋（也，沒有明顯流幅的鋼筋（也 稱為硬鋼）見圖稱為硬鋼）見圖1.31.3。 比例極限比例極限 有明顯流幅的鋼筋應(yīng)力有明顯流幅的鋼筋應(yīng)力 應(yīng)變應(yīng)變 曲線，軸向拉伸時(shí)，在達(dá)到比例極曲線，軸向拉伸時(shí)，在達(dá)到比例極 限限a a點(diǎn)之前，材料處于彈性階段，軟點(diǎn)之前，材料處于

10、彈性階段，軟 鋼應(yīng)力與應(yīng)變的比值為常數(shù)，即為鋼應(yīng)力與應(yīng)變的比值為常數(shù)，即為 鋼筋的彈性模量鋼筋的彈性模量Es Es ，a a為應(yīng)力應(yīng)變?yōu)閼?yīng)力應(yīng)變 成比例的極限狀態(tài)，它所對(duì)應(yīng)的應(yīng)成比例的極限狀態(tài)，它所對(duì)應(yīng)的應(yīng) 力稱為比例極限。力稱為比例極限。 (Mpa) 鋼筋的主要力學(xué)性能1.2.1 a b c d e 比例極限 屈服強(qiáng)度 極限強(qiáng)度 流幅 屈服極限屈服極限 當(dāng)應(yīng)力達(dá)到當(dāng)應(yīng)力達(dá)到b b點(diǎn)后，材料開始屈點(diǎn)后，材料開始屈 服，服，b b點(diǎn)稱屈服的上限點(diǎn)，過點(diǎn)后，點(diǎn)稱屈服的上限點(diǎn)，過點(diǎn)后， 應(yīng)力與應(yīng)變曲線出現(xiàn)上下波動(dòng)，形應(yīng)力與應(yīng)變曲線出現(xiàn)上下波動(dòng)，形 成一個(gè)明顯的屈服臺(tái)階，屈服臺(tái)階成一個(gè)明顯的屈服臺(tái)階，

11、屈服臺(tái)階 的下限的下限c c點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱為“屈屈 服強(qiáng)度。服強(qiáng)度。 鋼筋的主要力學(xué)性能鋼筋的主要力學(xué)性能 鋼筋的強(qiáng)度和變形鋼筋的強(qiáng)度和變形 極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度 當(dāng)鋼筋屈服塑流到一定程度，即到當(dāng)鋼筋屈服塑流到一定程度，即到 達(dá)點(diǎn)以后，應(yīng)力達(dá)點(diǎn)以后，應(yīng)力 應(yīng)變曲線又開始應(yīng)變曲線又開始 上升，抗拉能力有所提高，隨著曲上升，抗拉能力有所提高，隨著曲 線上升到最高點(diǎn)線上升到最高點(diǎn)d d，相應(yīng)的應(yīng)力稱為，相應(yīng)的應(yīng)力稱為 鋼筋的極限強(qiáng)度，鋼筋的極限強(qiáng)度，cdcd段稱為鋼筋的段稱為鋼筋的 強(qiáng)化階段。過了強(qiáng)化階段。過了d d點(diǎn)以后，鋼筋在薄點(diǎn)以后，鋼筋在薄 弱處的斷面將顯著縮小，發(fā)生局部弱處

12、的斷面將顯著縮小，發(fā)生局部 頸縮現(xiàn)象，變形迅速增加，應(yīng)力隨頸縮現(xiàn)象，變形迅速增加，應(yīng)力隨 之下降，直到過點(diǎn)時(shí)試件被拉斷之下降，直到過點(diǎn)時(shí)試件被拉斷 。 圖 鋼筋的主要力學(xué)性能 (Mpa) 0.85 b b 0.2% 條件屈服強(qiáng)度（硬剛）條件屈服強(qiáng)度（硬剛） 高碳鋼與低碳鋼不同，見圖高碳鋼與低碳鋼不同，見圖 1.31.3，它沒有明顯的屈服臺(tái)階，塑，它沒有明顯的屈服臺(tái)階，塑 性變形小，延伸率亦小，但極限強(qiáng)性變形小，延伸率亦小，但極限強(qiáng) 度高。通常用殘余應(yīng)變?yōu)槎雀摺ＭǔＳ脷堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%0.2%的應(yīng)的應(yīng) 力，約力，約0.85b0.85b作為假想屈服點(diǎn)作為假想屈服點(diǎn)( (或或 稱條件屈服點(diǎn)稱條件屈服

13、點(diǎn)) )，用，用0.20.2表示，表示， 0.85b 0.85b 作為條件屈服強(qiáng)度。作為條件屈服強(qiáng)度。 b b 極限抗拉強(qiáng)度值。極限抗拉強(qiáng)度值。 圖 鋼筋的伸長率鋼筋的伸長率 除強(qiáng)度指標(biāo)外，鋼筋還應(yīng)具有一定的塑性變形能力。反除強(qiáng)度指標(biāo)外，鋼筋還應(yīng)具有一定的塑性變形能力。反 映鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)是伸長率和冷彎性能。所謂伸長率映鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)是伸長率和冷彎性能。所謂伸長率 即鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率：即鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率： 鋼筋的主要力學(xué)性能 1-1 式中：式中： 伸長率（伸長率（% %） L L- -試件受力前的標(biāo)距長度（有試件受力前的標(biāo)距長度（有5d5d、10d1

14、0d、100d100d） L L1 1- -試件拉斷后的標(biāo)距長度試件拉斷后的標(biāo)距長度 伸長率越大的鋼筋塑性越好，即拉伸前有足夠的伸伸長率越大的鋼筋塑性越好，即拉伸前有足夠的伸 長，使構(gòu)件的破壞有預(yù)兆；反之構(gòu)件的破壞具有突發(fā)性而長，使構(gòu)件的破壞有預(yù)兆；反之構(gòu)件的破壞具有突發(fā)性而 呈現(xiàn)脆性。呈現(xiàn)脆性。 鋼筋的主要力學(xué)性能 鋼筋的冷彎性能鋼筋的冷彎性能 為了使鋼筋在加工成型時(shí)不發(fā)生斷裂，要求鋼筋為了使鋼筋在加工成型時(shí)不發(fā)生斷裂，要求鋼筋 具有一定的冷彎性能。冷彎是將直徑為具有一定的冷彎性能。冷彎是將直徑為d d的鋼筋繞某一規(guī)定的鋼筋繞某一規(guī)定 直徑為直徑為D D的鋼輥進(jìn)行彎曲，在達(dá)到規(guī)定的冷彎角度（

15、的鋼輥進(jìn)行彎曲，在達(dá)到規(guī)定的冷彎角度（18001800） 時(shí)鋼筋不發(fā)生裂紋、鱗落或斷裂，就表示合格。見表時(shí)鋼筋不發(fā)生裂紋、鱗落或斷裂，就表示合格。見表1-11-1 表1-1 各種鋼筋伸長率及冷彎試驗(yàn)要求 鋼筋種類HPB235HRB335HRB400 伸長率（%）5251614 冷彎要求冷彎角度180018001800 5 _表示試件長度為5d的鋼筋的伸長率 鋼筋的主要力學(xué)性能1.2.2 鋼筋的成分、分類、級(jí)別、品種鋼筋的成分、分類、級(jí)別、品種 成分：成分： 鋼筋的主要成分為鐵、還有少量的碳、錳、硅、釩、鋼筋的主要成分為鐵、還有少量的碳、錳、硅、釩、 鈦及一些有害元素如磷、硫等。剛材的強(qiáng)度隨含碳

16、量的增加而鈦及一些有害元素如磷、硫等。剛材的強(qiáng)度隨含碳量的增加而 增加，但其塑性性能及可焊性隨之降低。錳、硅、釩、鈦等少增加，但其塑性性能及可焊性隨之降低。錳、硅、釩、鈦等少 量合金元素可是鋼材的強(qiáng)度、塑性等綜合性能提高。量合金元素可是鋼材的強(qiáng)度、塑性等綜合性能提高。 分類：分類： 我國建筑工程中采用的鋼筋，按化學(xué)成分可分為碳素我國建筑工程中采用的鋼筋，按化學(xué)成分可分為碳素 鋼和普通低合金鋼兩大類。鋼和普通低合金鋼兩大類。 含碳量小于含碳量小于0.25%0.25%的碳素鋼稱為低碳鋼或軟鋼，含碳量的碳素鋼稱為低碳鋼或軟鋼，含碳量 為為0.6%0.6%1.4%1.4%的碳素鋼稱為高碳鋼或硬鋼。的碳

17、素鋼稱為高碳鋼或硬鋼。 在碳素鋼的元素中加入少量的合金元素，就成為普通低在碳素鋼的元素中加入少量的合金元素，就成為普通低 合金鋼。如合金鋼。如20MnSi20MnSi、20MnSiV20MnSiV、20MnSiNb20MnSiNb、20MnTi20MnTi等。等。 鋼筋的主要力學(xué)性能 HPB235 HRB335 HRB400 高強(qiáng)鋼絲 (Mpa) 0 級(jí)別及品種：級(jí)別及品種： 我國建筑工程中采我國建筑工程中采 用的鋼筋，國產(chǎn)普通鋼筋用的鋼筋，國產(chǎn)普通鋼筋 有以下有以下4 4級(jí)：級(jí)： 熱軋光面熱軋光面235235級(jí)熱軋級(jí)熱軋 帶肋帶肋335335級(jí)級(jí) HRB400(20MnSiVHRB400(2

18、0MnSiV、 20MnSiNb20MnSiNb、 20MnTi):20MnTi):熱軋帶肋熱軋帶肋400400級(jí)級(jí) RRB400(K20MnSi):RRB400(K20MnSi):余熱處理鋼筋余熱處理鋼筋400400級(jí)（用級(jí)（用HRB335(20MnSi) HRB335(20MnSi) 穿穿 水熱處理而成），各級(jí)別水熱處理而成），各級(jí)別 性能見圖性能見圖1-41-4 20 20表示含碳量為表示含碳量為0.2%0.2%，其余合金元素的含量在，其余合金元素的含量在1.5%1.5%以下，以下， k k為為 控制的意思?？刂频囊馑?。 圖 鋼筋的主要力學(xué)性能 表1-2普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計(jì)值(N/m

19、m2) 鋼筋種類鋼筋種類符號(hào)符號(hào)d(mm)fykfyfy HPB235(Q235)820235210210 HRB335(20MnSi)650335300300 HRB400(20MnSiV、 20MnSiNb、 20MnTi) 650400360360 RRB400(K20MnSi)840400360360R 注：注：1.1.當(dāng)當(dāng)d d大于大于40mm40mm時(shí)，應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)。時(shí)，應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)。 2. fyk2. fyk鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，具有鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，具有95%95%以上的保證以上的保證 率，由屈服極限確定。率，由屈服極限確定。 3. fy3. fy鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，鋼筋

20、的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fyfy鋼筋的鋼筋的 抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?？箟簭?qiáng)度設(shè)計(jì)值。 鋼筋的主要力學(xué)性能 表1-3預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計(jì)值(N/mm2) 種種 類類符符 號(hào)號(hào)fptkfpyf py 鋼絞線鋼絞線 1*3 S 18601320 39017201220 15701110 1*7 18601320 390 17201220 消除應(yīng)消除應(yīng) 力鋼絲力鋼絲 光光 面面 螺旋肋螺旋肋 P H 17701250 41016701180 15701110 刻刻 痕痕熱處理鋼筋熱處理鋼筋 40Si2Mn HT1470104040048Si2Mn 45Si2Cr 鋼筋的主要力學(xué)性能

21、 表1-4鋼筋 彈性模量（105N/mm2） 種種 類類Es HPB2352.1 熱處理鋼筋熱處理鋼筋 2.0 消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲） 2.05 鋼絞線鋼絞線1.92 注：必要時(shí)鋼鉸線可采用實(shí)測(cè)的彈性模量 鋼筋的主要力學(xué)性能 熱處理鋼筋熱處理鋼筋 上面所述為普通鋼筋，而預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱處理鋼筋。由上面所述為普通鋼筋，而預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱處理鋼筋。由 40Si2Mn(d=6)40Si2Mn(d=6)、48Si2Mn(d=8.2)48Si2Mn(d=8.2)和和45Si2Cr(d=10)45Si2Cr(d=10)等通過加熱、等通過

22、加熱、 淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理制成的。熱處理鋼筋又稱調(diào)質(zhì)鋼筋。淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理制成的。熱處理鋼筋又稱調(diào)質(zhì)鋼筋。 鋼絲鋼絲主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，有消除應(yīng)力的光面鋼鋼絲鋼絲主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，有消除應(yīng)力的光面鋼 絲、螺旋肋鋼絲和三面刻痕鋼絲三種。絲、螺旋肋鋼絲和三面刻痕鋼絲三種。 冷拔低碳鋼絲由低碳熱軋鋼筋經(jīng)冷拔制成，分為兩個(gè)級(jí)別：冷拔低碳鋼絲由低碳熱軋鋼筋經(jīng)冷拔制成，分為兩個(gè)級(jí)別： 甲級(jí)和乙級(jí)。冷拔低碳鋼絲的延性較差，新甲級(jí)和乙級(jí)。冷拔低碳鋼絲的延性較差，新規(guī)范規(guī)范中也未列中也未列 入。若在建筑工程中采用時(shí)，應(yīng)遵守專門規(guī)程的規(guī)定。入。若在建筑工程中采用時(shí)，應(yīng)遵守專門規(guī)程的

23、規(guī)定。 鋼絲鋼絲( (直徑在直徑在5mm5mm以內(nèi)以內(nèi)) )可以是單根的，也可以編成鋼絞線或可以是單根的，也可以編成鋼絞線或 鋼絲束。鋼絲束。 鋼筋的主要力學(xué)性能 鋼絞線鋼絞線是由多根高強(qiáng)鋼絲在絞絲機(jī)上絞合，再經(jīng)低鋼絞線鋼絞線是由多根高強(qiáng)鋼絲在絞絲機(jī)上絞合，再經(jīng)低 溫回火制成。按其股數(shù)可分為溫回火制成。按其股數(shù)可分為3 3股和股和7 7股兩種，高強(qiáng)鋼絲、股兩種，高強(qiáng)鋼絲、 鋼絞線的強(qiáng)度可達(dá)鋼絞線的強(qiáng)度可達(dá)1700N1700Nmm2mm2以上。以上。 鋼筋的主要力學(xué)性能1.2.3 鋼筋的冷拉和冷拔鋼筋的冷拉和冷拔 (1)(1)冷拉冷拉 冷拉是將鋼筋拉到超過鋼筋屈服強(qiáng)度的某一應(yīng)力值，以提冷拉是將鋼

24、筋拉到超過鋼筋屈服強(qiáng)度的某一應(yīng)力值，以提 高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。冷拉能提高鋼筋抗拉高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。冷拉能提高鋼筋抗拉 強(qiáng)度，但不能提高抗壓強(qiáng)度。冷拉能使鋼筋伸長，能節(jié)省鋼材，強(qiáng)度，但不能提高抗壓強(qiáng)度。冷拉能使鋼筋伸長，能節(jié)省鋼材， 調(diào)直鋼筋，自動(dòng)除銹，檢查焊接質(zhì)量的作用。調(diào)直鋼筋，自動(dòng)除銹，檢查焊接質(zhì)量的作用。 (2)(2)冷拔冷拔 冷拔是將冷拔是將6688的的HPB235HPB235級(jí)鋼筋，用強(qiáng)力從直徑較小的級(jí)鋼筋，用強(qiáng)力從直徑較小的 硬質(zhì)合金拔絲模拔出使它產(chǎn)生塑性變形，拔成較細(xì)直徑的鋼絲，硬質(zhì)合金拔絲模拔出使它產(chǎn)生塑性變形，拔成較細(xì)直徑的鋼絲， 以提高

25、其強(qiáng)度的冷加工方法。冷拔后鋼筋的強(qiáng)度得到了較大的提以提高其強(qiáng)度的冷加工方法。冷拔后鋼筋的強(qiáng)度得到了較大的提 高，但塑性卻有較大的降低。經(jīng)過冷拔加工的低碳鋼絲，須逐盤高，但塑性卻有較大的降低。經(jīng)過冷拔加工的低碳鋼絲，須逐盤 檢驗(yàn)，分為甲、乙兩級(jí)，甲級(jí)用作預(yù)應(yīng)力鋼筋，乙級(jí)用作非預(yù)應(yīng)檢驗(yàn)，分為甲、乙兩級(jí)，甲級(jí)用作預(yù)應(yīng)力鋼筋，乙級(jí)用作非預(yù)應(yīng) 力鋼筋。力鋼筋。 a d e o 冷拉伸長率 圖1-5冷拉后的應(yīng) 力應(yīng)變曲線 1.2鋼筋的主要力學(xué)性能 k k l k k d e b5 b4 b3 200 o 圖1-6冷拔鋼筋的應(yīng) 力應(yīng)變曲線 21.9 6 400 600 (10-2) 1.2鋼筋的主要力學(xué)性能

26、 冷拉只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，故不宜用作受壓鋼筋；而冷冷拉只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，故不宜用作受壓鋼筋；而冷 拔可同時(shí)提高抗拉和抗壓強(qiáng)度。拔可同時(shí)提高抗拉和抗壓強(qiáng)度。 必須指出，上述冷加工鋼筋以大幅度犧牲延性來換取強(qiáng)度必須指出，上述冷加工鋼筋以大幅度犧牲延性來換取強(qiáng)度 的有限提高，終究不是提高結(jié)構(gòu)性能的有效途徑，近年來，的有限提高，終究不是提高結(jié)構(gòu)性能的有效途徑，近年來， 強(qiáng)度高、性能好的鋼筋（鋼絲、鋼絞絲）在我國已可充分供強(qiáng)度高、性能好的鋼筋（鋼絲、鋼絞絲）在我國已可充分供 應(yīng)，故冷拉鋼筋和冷拔鋼絲不在列入新應(yīng)，故冷拉鋼筋和冷拔鋼絲不在列入新混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范，但，但 并不是不允許使用這些鋼

27、筋。當(dāng)應(yīng)用這些鋼筋時(shí)，應(yīng)符合專并不是不允許使用這些鋼筋。當(dāng)應(yīng)用這些鋼筋時(shí)，應(yīng)符合專 門規(guī)程的規(guī)定。門規(guī)程的規(guī)定。 1.2鋼筋的主要力學(xué)性能1.2.4 1.2.4鋼筋的形式鋼筋的形式 (b) (a) (c)(d) 光面鋼筋光面鋼筋 (a):HPB235 帶肋鋼筋帶肋鋼筋 (b)_(d): (b)螺紋鋼筋螺紋鋼筋 (c)人字紋鋼筋人字紋鋼筋 (d) 月牙形鋼筋月牙形鋼筋 我國帶肋鋼筋的外形目前生產(chǎn)我國帶肋鋼筋的外形目前生產(chǎn) 的是月牙形。的是月牙形。HRB335表面有阿表面有阿 拉伯?dāng)?shù)字拉伯?dāng)?shù)字“2”， HRB400表面有表面有 阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字“3”。 1.2鋼筋的主要力學(xué)性能1.2.5 1.

28、2.5建筑結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求及選擇原則建筑結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求及選擇原則 要要 求求 強(qiáng)度要求、塑性要求、可焊性要求、與混凝土的粘結(jié)力強(qiáng)度要求、塑性要求、可焊性要求、與混凝土的粘結(jié)力 選擇的原則選擇的原則 在實(shí)際工程應(yīng)用中，基于混凝土對(duì)鋼筋性能的要求，確定的選用原則為：在實(shí)際工程應(yīng)用中，基于混凝土對(duì)鋼筋性能的要求，確定的選用原則為： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以HRB400級(jí)熱軋帶肋鋼筋為主導(dǎo)鋼筋；級(jí)熱軋帶肋鋼筋為主導(dǎo)鋼筋； 實(shí)際工程中，普通鋼筋宜采用實(shí)際工程中，普通鋼筋宜采用HRB400級(jí)和級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋，也可采用級(jí)鋼筋，也可采用HPB235 級(jí)及級(jí)及RRB400級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 預(yù)應(yīng)

29、力混凝土結(jié)構(gòu)以高強(qiáng)、低松弛鋼絲、鋼絞線為主導(dǎo)鋼筋；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以高強(qiáng)、低松弛鋼絲、鋼絞線為主導(dǎo)鋼筋； 預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線，也可采用熱處理鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線，也可采用熱處理鋼筋。 各種形式的冷加工鋼筋應(yīng)整頓市場(chǎng)、加強(qiáng)管理、保證質(zhì)量、提高性能，通過各種形式的冷加工鋼筋應(yīng)整頓市場(chǎng)、加強(qiáng)管理、保證質(zhì)量、提高性能，通過 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)化或淘汰。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)化或淘汰。 購買鋼筋應(yīng)要求廠家提供三項(xiàng)力學(xué)性能（購買鋼筋應(yīng)要求廠家提供三項(xiàng)力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率）、兩項(xiàng)）、兩項(xiàng) 化學(xué)性能（化學(xué)性能（磷、硫含量磷、硫含量） 1.3混凝土的主要

30、力學(xué)性能1.3.1 1.3 1.3 混凝土的主要力學(xué)性能混凝土的主要力學(xué)性能 1.3.1混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度 （1）、混凝土的立方體抗壓強(qiáng)（）、混凝土的立方體抗壓強(qiáng)（fcu）度及強(qiáng)度等級(jí)）度及強(qiáng)度等級(jí) 混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的主要是利用它的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土。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)。力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是用抗壓強(qiáng)度來劃分的混凝土的強(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)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：邊長：邊長150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下 （203，90%濕度）養(yǎng)護(hù)濕

31、度）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度 0.150.3N/mm2/sec，兩端不涂潤滑劑）測(cè)得的，兩端不涂潤滑劑）測(cè)得的具有具有95%保證率保證率的立方的立方 體抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)體抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)C表示，表示，C30表示表示fcu,k=30N/mm2 ， fcu,k混凝土強(qiáng)混凝土強(qiáng) 度標(biāo)準(zhǔn)值，注意：度標(biāo)準(zhǔn)值，注意： fcu與與fcu,k的區(qū)別在于是否具有的區(qū)別在于是否具有95%的保證率的保證率 根據(jù)根據(jù)規(guī)范規(guī)范強(qiáng)度范圍，強(qiáng)度范圍，從從C15C80共劃分為共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，級(jí)差為，級(jí)差為 5N/mm2。與原。與原規(guī)范規(guī)范GBJ10-89相比，混凝土強(qiáng)

32、度等級(jí)范圍由相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)范圍由C60 提高到提高到C80，C50以上為以上為高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 如果采用的是如果采用的是100mm、200mm的非標(biāo)準(zhǔn)試件，應(yīng)乘以的非標(biāo)準(zhǔn)試件，應(yīng)乘以0.95、 1.05的系數(shù)將其折算成標(biāo)準(zhǔn)試件。的系數(shù)將其折算成標(biāo)準(zhǔn)試件。 規(guī)范規(guī)范GB500102.24.1.2規(guī)定：規(guī)定：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中， 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C15；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，級(jí)鋼筋時(shí)， 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20；當(dāng)采用；當(dāng)采用HRB400和和RRB400級(jí)級(jí) 鋼筋以及

33、的對(duì)承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低鋼筋以及的對(duì)承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低 于于C20。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30； 當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)， 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 （2）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 實(shí)際工程中，一般的受壓構(gòu)件不是立方體而是棱柱體，即實(shí)際工程中，一般的受壓構(gòu)件不是立方體而是棱柱體，即 構(gòu)件的高度要比截面的尺寸大。一般用構(gòu)件的高度要比截面的尺寸大。

34、一般用h/b=34的棱柱體抗壓的棱柱體抗壓 強(qiáng)度來代表混凝土單向均勻受壓時(shí)的抗壓強(qiáng)度。軸心抗壓強(qiáng)強(qiáng)度來代表混凝土單向均勻受壓時(shí)的抗壓強(qiáng)度。軸心抗壓強(qiáng) 度采用棱柱體試件測(cè)定，用符號(hào)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)件表示，它比較接近實(shí)際構(gòu)件 中混凝土的受壓情況，我國通常取中混凝土的受壓情況，我國通常取150mm150mm450mm 的棱柱體試件，也常用的棱柱體試件，也常用100100300試件。試件。 對(duì)于同一混凝土，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)度小于立方體抗壓強(qiáng)度。棱。棱 柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為：柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度

35、的換算關(guān)系為： k ,cu2C1Cck f88. 0f 混凝土的軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度：混凝土的軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度：fc=fck/c 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 式中：式中：fck混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 0.88實(shí)驗(yàn)試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異修正系數(shù)實(shí)驗(yàn)試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異修正系數(shù) c1棱柱體抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的比值，棱柱體抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的比值， 對(duì)對(duì)C50以下取以下取0.76，對(duì)，對(duì)C80取取0.82，其間按，其間按 線性差值計(jì)算。線性差值計(jì)算。 c2C40以上混凝土脆性折減系數(shù)，以上混凝土脆性折減系數(shù)， C4

36、0取取1.0， C80取取0.87，其間按線性差值計(jì)算。，其間按線性差值計(jì)算。 c混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取1.4 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 （3 3）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度混凝土軸心抗拉強(qiáng)度ft是采用是采用 100mm100mm500mm的棱柱體，兩端設(shè)的棱柱體，兩端設(shè) 有螺紋鋼筋有螺紋鋼筋(圖圖1-7)，在實(shí)驗(yàn)機(jī)上受拉來測(cè)定，在實(shí)驗(yàn)機(jī)上受拉來測(cè)定 的。當(dāng)試件拉裂時(shí)測(cè)得的平均拉應(yīng)力即為混的。當(dāng)試件拉裂時(shí)測(cè)得的平均拉應(yīng)力即為混 凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明，混凝土的凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明，混凝土的 抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，混凝土軸

37、心抗抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，混凝土軸心抗 拉強(qiáng)度只是混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的拉強(qiáng)度只是混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的1/17 1/8倍倍,而且隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而減小。而且隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而減小。 通過實(shí)驗(yàn)，新規(guī)范按下式計(jì)算：通過實(shí)驗(yàn)，新規(guī)范按下式計(jì)算： 500 150 150 100 16 軸心受拉試驗(yàn) 圖：1.7 2 45.055.0 , )645.11(395.088.0 ckcutk ff ctkt ff/ 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 式中：式中： ftk混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 c2C40以上混凝土脆性折

38、減系數(shù)，以上混凝土脆性折減系數(shù)， C40取取1.0， C80取取0.87，其間按線性差值計(jì)算。，其間按線性差值計(jì)算。 混凝土立方體強(qiáng)度變異系數(shù)混凝土立方體強(qiáng)度變異系數(shù) c混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取1.4 軸心受拉試驗(yàn)由于兩端所埋設(shè)的鋼筋不易對(duì)中，實(shí)軸心受拉試驗(yàn)由于兩端所埋設(shè)的鋼筋不易對(duì)中，實(shí) 測(cè)數(shù)據(jù)偏差較大，目前國內(nèi)普遍采用立方體試件做劈拉測(cè)數(shù)據(jù)偏差較大，目前國內(nèi)普遍采用立方體試件做劈拉 試驗(yàn)試驗(yàn) 來代替。來代替。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 劈拉試驗(yàn) P a P 拉 壓 壓 2 2 a P f sp 4/3 19. 0 cusp ff 圖：1-8 1.3混凝土的主要力學(xué)性能

39、 （4 4）混凝土強(qiáng)度指標(biāo)）混凝土強(qiáng)度指標(biāo) 混凝土強(qiáng)度也有標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值之分，混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值具混凝土強(qiáng)度也有標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值之分，混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值具 有有95%的保證率，若將其除以材料分項(xiàng)系數(shù)的保證率，若將其除以材料分項(xiàng)系數(shù)c（c=1.4），即得，即得 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用。混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用。 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) C15C20C25C30C35 軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度fck10.013.416.720.123.4 軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ftk1.271.5

40、41.782.012.20 混混 凝凝 土土 強(qiáng)強(qiáng) 度度 等等 級(jí)級(jí) C40C45C50C55C60C65C70C75C80 26.829.632.435.538.541.544.547.450.2 2.402.512.652.742.852.933.003.053.10 表表1-5 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 混凝土立方體強(qiáng)度實(shí)測(cè)值、立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)值、軸混凝土立方體強(qiáng)度實(shí)測(cè)值、立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)值、軸 心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)系心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)系 立方體強(qiáng)度實(shí)測(cè)值立方體強(qiáng)度實(shí)測(cè)值：每個(gè)立方體試件實(shí)際測(cè)得的強(qiáng)度值每個(gè)立方體試件實(shí)際測(cè)得的強(qiáng)度值f 0cu 立方體強(qiáng)度標(biāo)

41、準(zhǔn)值：立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值： 規(guī)范規(guī)范規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 應(yīng)具有不小于應(yīng)具有不小于95%的保證率的保證率 立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k即為混凝土強(qiáng)度等級(jí)即為混凝土強(qiáng)度等級(jí) )645.11( , mcukcu ff 規(guī)范規(guī)范在確定混凝土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。按上式計(jì)算得到。 同時(shí)，同時(shí)，規(guī)范規(guī)范考慮到試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差

42、異以及高強(qiáng)混凝土的脆性特征，對(duì)軸心考慮到試件與實(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)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)折減系數(shù)：結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混：結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混 凝土試件強(qiáng)度的比值，取凝土試件強(qiáng)度的比值，取0.88；脆性折減系數(shù)，對(duì)；脆性折減系數(shù)，對(duì)C40取取1.0，對(duì)，對(duì)C80取取0.87，中間，中間 按線性規(guī)律變化。按線性規(guī)律變化。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能1.3.2 1.3.21.3.2混凝土的變形混凝土的變形 混凝土的變形可分為兩類：混凝土的變形可分為兩類：一類是受力引起的變形；另一類一類是受力引起的變形；另一

43、類 是收縮和溫度變化引起的變形。是收縮和溫度變化引起的變形。 （1）混凝土的受力變形）混凝土的受力變形 混凝土單向受壓時(shí)的應(yīng)力混凝土單向受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過 程的重要力學(xué)特征程的重要力學(xué)特征 是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必是分析混凝土構(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)。試驗(yàn)表明混要依據(jù)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。試驗(yàn)表明混 凝土完整的應(yīng)力應(yīng)變曲線包括兩部分：凝土完整的應(yīng)力應(yīng)變曲線包括兩部分：上升階段和下

44、降階段上升階段和下降階段。 混凝土單軸受壓應(yīng)力混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來 測(cè)定。測(cè)定。 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓加載，達(dá)到軸心抗壓 強(qiáng)度強(qiáng)度fc時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng) 變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲 線的線的上升段上升段。 采用采用等應(yīng)變速度等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一 同受壓，以吸

45、收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變 曲線的曲線的下降段下降段。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 圖：1-9 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長，強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長， 峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝峰值應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝 土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密 實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞實(shí)性好，微裂縫很少，最后的破壞 往往是骨料破壞，破壞時(shí)脆性越顯往往是骨料破壞，破壞時(shí)脆性越顯 著，下降段越陡。峰值應(yīng)力著，下降段越陡。峰值應(yīng)力fc所對(duì)應(yīng)所對(duì)應(yīng) 的應(yīng)變的應(yīng)變0約為約為0.002左右

46、，應(yīng)力小于左右，應(yīng)力小于 0.3fc時(shí)混凝土處于彈性階段，混凝時(shí)混凝土處于彈性階段，混凝 土內(nèi)部幾乎沒有裂縫，土內(nèi)部幾乎沒有裂縫，0.30.8 fc之之 間，混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展，但能保間，混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展，但能保 持穩(wěn)定，大于持穩(wěn)定，大于0.8 fc混凝土內(nèi)部裂縫混凝土內(nèi)部裂縫 發(fā)展很快，塑性變形顯著增大，體發(fā)展很快，塑性變形顯著增大，體 積應(yīng)變逐漸由壓縮轉(zhuǎn)為擴(kuò)張。積應(yīng)變逐漸由壓縮轉(zhuǎn)為擴(kuò)張。 0 圖 1-10 不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力 - 應(yīng)變關(guān)系曲線 00.0020.0040.0060.0080.01 20 40 60 (MPa) C20 C40 C60 C80 fc 0.3fc 1.3混凝土

47、的主要力學(xué)性能 不涂潤滑劑 涂潤滑劑 圖：1-11混凝土破壞機(jī)理 fc 0.8fc 時(shí)，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展已處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，徐時(shí)，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展已處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，徐 變的發(fā)展將不收斂，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將變的發(fā)展將不收斂，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將0.8fc作為混作為混 凝土的凝土的長期抗壓強(qiáng)度長期抗壓強(qiáng)度。 高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土的密實(shí)性好，在相同的的密實(shí)性好，在相同的 /fc比值下，徐變比普通混比值下，徐變比普通混 凝土小得多。但由于高強(qiáng)混凝土承受較高的應(yīng)力值，初始變形較凝土小得多。但由于高強(qiáng)混凝土承受較高的應(yīng)力值，初始變形較 大，故兩者總變形接近。此外，高強(qiáng)混凝土

48、線性徐變的范圍可達(dá)大，故兩者總變形接近。此外，高強(qiáng)混凝土線性徐變的范圍可達(dá) 0.65fc，長期強(qiáng)度約為，長期強(qiáng)度約為0.85fc，也比普通混凝土大一些。，也比普通混凝土大一些。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 （2）混凝土的收縮變形）混凝土的收縮變形 混凝土在水中硬化時(shí)體積會(huì)膨脹，但其值較小，對(duì)混凝土影混凝土在水中硬化時(shí)體積會(huì)膨脹，但其值較小，對(duì)混凝土影 響不大。響不大。 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。收縮。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 當(dāng)這種自發(fā)

49、的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束 時(shí)，時(shí)，將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷龑⑹够炷林挟a(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷?土收縮會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。土收縮會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 某些某些對(duì)跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)對(duì)跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會(huì)（如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會(huì) 引起不利的內(nèi)力。引起不利的內(nèi)力。 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 樓板干燥收縮裂縫與邊框架的變形 圖：1-16 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 混凝土的收縮是隨時(shí)間而增長的變形，混凝土的收縮是隨時(shí)間而增長的變形

50、，早期收縮變形發(fā)展較早期收縮變形發(fā)展較 快，兩周可完成全部收縮的快，兩周可完成全部收縮的25%，一個(gè)月可完成，一個(gè)月可完成50%，以后，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。變形發(fā)展逐漸減慢，整個(gè)收縮過程可延續(xù)兩年以上。 一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為(25)10-4 混凝土開裂應(yīng)變?yōu)?混凝土開裂應(yīng)變?yōu)?0.52.7)10-4 14d 28dt sh (25)10-4 25% 50% 圖：1-17 1.3混凝土的主要力學(xué)性能 影響因素影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及 尺寸、

51、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng) 護(hù)條件等許多因素有關(guān)。護(hù)條件等許多因素有關(guān)。 水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。 骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮就小。骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮就小。 干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。 小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。 高強(qiáng)混凝土收縮大。高強(qiáng)混凝土收縮大。 影響收縮的因素多且復(fù)雜，要精確計(jì)算尚有一定的困難。影響收縮的因素多且復(fù)雜，要精確計(jì)算尚有一定的困難。 在實(shí)際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的

52、不利影在實(shí)際工程中，要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影 響響施工縫。施工縫。 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接1.4.1 1.41.4鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié) 1.4.1鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用 鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，是保證鋼筋和混凝土共同工作的必鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，是保證鋼筋和混凝土共同工作的必 要條件，其在混凝土中的粘結(jié)錨固力有以下四個(gè)方面：要條件，其在混凝土中的粘結(jié)錨固力有以下四個(gè)方面： 鋼筋和混凝土接觸面上的粘結(jié)鋼筋和混凝土接觸面上的粘結(jié)化學(xué)吸附力化學(xué)吸附力，亦稱，亦稱膠結(jié)力膠結(jié)力。 這來源于澆注時(shí)水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程這來源于澆

53、注時(shí)水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程 中水泥晶體的生長和硬化，從而使水泥膠體與鋼筋表面產(chǎn)生吸中水泥晶體的生長和硬化，從而使水泥膠體與鋼筋表面產(chǎn)生吸 附膠著作用。這種化學(xué)吸附力只能在鋼筋和混凝土的界面處于附膠著作用。這種化學(xué)吸附力只能在鋼筋和混凝土的界面處于 原生狀態(tài)時(shí)才存在，原生狀態(tài)時(shí)才存在，旦發(fā)生滑移，它就失去作用旦發(fā)生滑移，它就失去作用 ，其值很小，其值很小， 不起明顯作用。不起明顯作用。 鋼筋與混凝土之間的鋼筋與混凝土之間的摩阻力摩阻力。由于混凝土凝固時(shí)收縮使鋼。由于混凝土凝固時(shí)收縮使鋼 筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生正應(yīng)力，因此，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生正應(yīng)力，因此，當(dāng)

54、鋼筋和混凝土產(chǎn)生 相對(duì)滑移時(shí)相對(duì)滑移時(shí)(或有相對(duì)滑移的趨勢(shì)時(shí)或有相對(duì)滑移的趨勢(shì)時(shí))，在鋼筋和混凝土的界面上，在鋼筋和混凝土的界面上 將產(chǎn)生摩阻力。將產(chǎn)生摩阻力。光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)力主要靠摩阻力光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)力主要靠摩阻力。 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接 鋼筋與混凝土的鋼筋與混凝土的咬合力咬合力。對(duì)于光面鋼筋，咬合力是指表面粗糙。對(duì)于光面鋼筋，咬合力是指表面粗糙 不平而產(chǎn)生的咬合作用；對(duì)于帶肋鋼筋，咬合力是指帶肋鋼筋肋不平而產(chǎn)生的咬合作用；對(duì)于帶肋鋼筋，咬合力是指帶肋鋼筋肋 間嵌入混凝土而形成的機(jī)械咬合作用，這是帶肋鋼筋與混凝土粘間嵌入混凝土而形成的機(jī)械咬合作用，這是帶肋鋼筋與混凝土

55、粘 結(jié)力的主要來源。結(jié)力的主要來源。 機(jī)械錨固力機(jī)械錨固力彎鉤、彎折及附加錨固措施所提供的粘結(jié)錨固作用。彎鉤、彎折及附加錨固措施所提供的粘結(jié)錨固作用。 r aad 劈裂裂縫 ft ft (a)擠壓產(chǎn)生的咬合力 (b)A-A剖面上的力 圖：1-18 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接 dl T 圖：1-19 l d T max 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接1.4.2 1.4.2鋼筋的錨固與連接鋼筋的錨固與連接 (1)鋼筋的錨固鋼筋的錨固 為了使鋼筋和混凝土能可靠地共同工作，鋼筋在混凝土中必須有可為了使鋼筋和混凝土能可靠地共同工作，鋼筋在混凝土中必須有可 靠的錨固?？康腻^固。 受拉鋼筋的錨固受拉鋼筋的錨

56、固 當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的強(qiáng)度時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受拉鋼筋的錨當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的強(qiáng)度時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受拉鋼筋的錨 固長度應(yīng)按下列公式計(jì)算：固長度應(yīng)按下列公式計(jì)算： d f f l t Y a 普通鋼筋：普通鋼筋： d f f l t pY a 預(yù)應(yīng)力鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋： 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接 式中式中l(wèi)a 受拉鋼筋的錨固長度；受拉鋼筋的錨固長度； fy、fpy普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按 表表1-2、表、表1-3取用。取用。對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)規(guī)范規(guī)范表表4.2.3-1、4.2.3-2； ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按表混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)

57、值，按表1-5采用。當(dāng)混采用。當(dāng)混 凝土強(qiáng)度大于凝土強(qiáng)度大于C40時(shí)，按時(shí)，按C40取用。取用。對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)規(guī)范規(guī)范表表4.1.4； d 鋼筋的公稱直徑；鋼筋的公稱直徑； 鋼筋的外形系數(shù)，按表鋼筋的外形系數(shù)，按表1-7取用。取用。 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)規(guī)范規(guī)范表表9.3.1。 表表1-7 鋼筋的外形系數(shù)鋼筋的外形系數(shù) 鋼筋類型鋼筋類型光面鋼筋光面鋼筋帶肋鋼筋帶肋鋼筋刻痕鋼筋刻痕鋼筋螺旋肋鋼筋螺旋肋鋼筋三股鋼絞線三股鋼絞線 七股鋼七股鋼 絞線絞線 0.160.140.190.130.160.17 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接 注：光面鋼筋系指HPB235級(jí)鋼筋，其末端應(yīng)做180o彎鉤，彎 后平直長度不應(yīng)小于3d

58、，但作受壓鋼筋時(shí)，可不做彎鉤；帶肋 鋼筋系指HRB335、HRB400級(jí)鋼筋和RRB400級(jí)鋼筋及余熱處 理鋼筋。 當(dāng)符合下列條件時(shí)，錨固長度應(yīng)加以修正：當(dāng)符合下列條件時(shí)，錨固長度應(yīng)加以修正： 對(duì)于直徑大于對(duì)于直徑大于25mm的的HPB335、HRB400和和RRB400時(shí)，時(shí)， 其錨固長度應(yīng)取計(jì)算結(jié)果乘以修正系數(shù)其錨固長度應(yīng)取計(jì)算結(jié)果乘以修正系數(shù)1.1 為了減少錨固長度，可在受拉鋼筋末端采用機(jī)械錨固措施。為了減少錨固長度，可在受拉鋼筋末端采用機(jī)械錨固措施。 對(duì)于對(duì)于HRB335、HRB400和和RRB400級(jí)鋼筋，當(dāng)采用機(jī)械錨固級(jí)鋼筋，當(dāng)采用機(jī)械錨固 措施時(shí)，其錨固長度（包括附加錨固端頭在內(nèi)

59、）可取按公式措施時(shí)，其錨固長度（包括附加錨固端頭在內(nèi)）可取按公式 計(jì)算的錨固長度的計(jì)算的錨固長度的0.7倍。詳見倍。詳見 規(guī)范規(guī)范9.3.1和和9.3.2條條 P114、P115 la 錨固長度 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接 D=4d d 5d 1350 (a)末端帶1350彎鉤 d d 5d （b）末端與鋼板穿孔塞焊 d d 5d d （c）末端與短鋼筋雙面貼焊 圖：1-20 鋼筋機(jī)械錨固的形式及構(gòu)造要求 1.4鋼筋與混凝土之間的粘接 采用機(jī)械錨固措施時(shí)，在錨固長度范圍內(nèi)的箍筋不采用機(jī)械錨固措施時(shí)，在錨固長度范圍內(nèi)的箍筋不 應(yīng)少于應(yīng)少于3個(gè)，其直徑不應(yīng)小于錨固鋼筋直徑的個(gè)，其直徑不應(yīng)小于錨固

60、鋼筋直徑的0.25倍；倍； 間距不應(yīng)小于錨固直徑的間距不應(yīng)小于錨固直徑的5倍。當(dāng)錨固鋼筋的混凝土倍。當(dāng)錨固鋼筋的混凝土 保護(hù)層厚度不小于鋼筋公稱直徑的保護(hù)層厚度不小于鋼筋公稱直徑的5倍時(shí)，可不配置倍時(shí)，可不配置 上述箍筋。上述箍筋。 受壓鋼筋的錨固受壓鋼筋的錨固 當(dāng)計(jì)算中充分利用縱向鋼筋的受壓強(qiáng)度時(shí)，其錨固當(dāng)計(jì)算中充分利用縱向鋼筋的受壓強(qiáng)度時(shí)，其錨固 長度不應(yīng)小于受拉鋼筋錨固長度的長度不應(yīng)小于受拉鋼筋錨固長度的0.7倍。倍。 必須注意，對(duì)于光面鋼筋（受拉或受壓），其末端必須注意，對(duì)于光面鋼筋（受拉或受壓），其末端 均應(yīng)做均應(yīng)做180o標(biāo)準(zhǔn)彎鉤。焊接骨架、焊接網(wǎng)中的光面標(biāo)準(zhǔn)彎鉤。焊接骨架、焊接網(wǎng)