第一章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和力學(xué)研究的對(duì)象不同，是針對(duì)具體材料，所以要充分了解材料的性能。本章主要講三個(gè)問(wèn)題：一.鋼筋的品種和力學(xué)性能。二.混凝土的力學(xué)性能。三.鋼筋和混凝土的粘結(jié)及錨固與連接第一節(jié) 鋼筋的品種和力學(xué)性能（一）分類(lèi)：可按不同的方法分類(lèi)1.按直徑分鋼筋d

6mm(6

~

50)鋼絲d

6mm(2.5

~

5.5)2.按化學(xué)成分分碳素鋼鋼筋普通低合金鋼鋼筋鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。什么是碳素鋼？鋼的成分:鐵、碳、硅 、 錳 、硫

、磷等元素。含碳<1.7為鋼，其中硅、錳、釩、鈦為合金元素，硫、磷為有害元素，其含量超過(guò)0.045后,會(huì)使鋼材變脆、塑性顯著降低,不利于焊接。按含碳量多少把碳素鋼分為：0.6

~1.4為高碳鋼0.25 ~

0.55為中碳鋼<0.25 為低碳鋼含碳量越高，鋼的強(qiáng)度越高，塑性越差。什么是低合金鋼筋？碳素鋼在冶煉時(shí)摻入一些如（錳、硅、鎳、鈦、釩等）合金元素，稱(chēng)為合金鋼。合金元素總量<3.53.5 ~10為低合金鋼為中合金鋼>10為高合金鋼鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。HRB335級(jí)、HRB400級(jí)均為低合金鋼鋼筋。例如： HRB335

20MnSi 含碳量0.2

、含錳1

、含硅1。3.按外形分柔性鋼筋光圓鋼筋肋紋鋼筋勁性鋼筋各種型鋼鋼軌型鋼與鋼筋焊成的骨架鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。光面圓鋼筋螺旋紋鋼筋人字紋鋼筋月牙紋鋼筋：紋路與肋不相交，不易產(chǎn)生應(yīng)力集中，粘結(jié)強(qiáng)度略低于等高肋鋼筋。肋紋鋼筋等高肋鋼筋：鋼筋與砼粘結(jié)力好，紋路與肋相交，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。4.按強(qiáng)度等級(jí)分種 類(lèi)符 號(hào)d(mm)f

ykHPB300A6~22300HRB335HRBF335B

BF6~50335HRB400HRBF400RRB400C

CFCR6~50400HRB500HRBF500D

DF6~50500鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。HRB級(jí)鋼筋是指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499中的鋼筋；HPB300級(jí)鋼筋是指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB13013中的鋼筋；RRB級(jí)鋼筋系指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》GB13014中的鋼筋。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。5.按生產(chǎn)方式分⑴熱軋鋼筋HPB300級(jí)鋼筋：光面低碳鋼，塑性好、強(qiáng)度低；多作為厚度不大樓板的受力鋼筋和箍筋。HRB335級(jí)鋼筋、HRB400、HRB500級(jí)鋼筋：月牙肋、低合金鋼，強(qiáng)度較高；多作為鋼筋砼構(gòu)件受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，為增強(qiáng)與砼的粘結(jié)可用HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500級(jí)鋼筋作箍筋。⑵冷加工鋼筋熱軋鋼筋在常溫下經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。冷加工后，強(qiáng)度提高，塑性降低。一般用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。⑶熱處理鋼筋等高肋低合金鋼，把熱軋鋼筋經(jīng)加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝而成，強(qiáng)度提高，塑性降低不多。用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。⑷鋼絲直徑＜6mm，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9.5~15.2

mm。用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。二.鋼筋的力學(xué)性能：1.軟鋼的力學(xué)性能:NNLL+

Lbacd彈性階段屈服階級(jí)

破壞階級(jí)

強(qiáng)化階級(jí)伸長(zhǎng)率屈服強(qiáng)度比例強(qiáng)度極限強(qiáng)度

(N

/

mm

2

)

(%)e6.按力學(xué)性能分有明顯流幅的鋼筋：軟鋼無(wú)明顯流幅的鋼筋：硬鋼鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度所以鋼筋也不是完全彈性材料變形,e點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為伸長(zhǎng)率,伸長(zhǎng)大表示塑性好。特點(diǎn)：1.有明顯的四個(gè)階段。2.有明顯的屈服點(diǎn)。有兩個(gè)強(qiáng)度,以屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)依據(jù)。塑性性能好（即伸長(zhǎng)率大，延性好）。級(jí)別高，強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率小。

(N

/

mm

2

)

級(jí)

級(jí)

(%)鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。2.硬鋼的力學(xué)性能：例如熱處理鋼筋就屬于硬鋼。特點(diǎn)：——條件屈服強(qiáng)度，是指加荷及卸荷后尚存在0.2

殘余應(yīng)變的應(yīng)0.7~0.9,為統(tǒng)一起見(jiàn),規(guī)范統(tǒng)一取用強(qiáng)度高。塑性差（伸長(zhǎng)率小）。沒(méi)有明顯的四個(gè)階段。沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn),用

0.2作為設(shè)計(jì)依據(jù)。力。

0.2

一般相當(dāng)于極限抗拉強(qiáng)度的

0.2

0.2

0.85

b

(%)硬鋼塑性差，伸長(zhǎng)率小。三.鋼筋的冷加工：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭。σfu

0.2aε0.2%鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。四.普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求:1.有一定的強(qiáng)度；有足夠的延性；有良好的可焊性；機(jī)械連接性能；施工適應(yīng)性；與混凝土有良好的粘結(jié)。根據(jù)以上要求，在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常用

HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500級(jí)鋼筋，有時(shí)也用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400級(jí)鋼筋。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。第二節(jié) 混凝土的力學(xué)性能（2）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值本節(jié)主要講三個(gè)問(wèn)題：1.混凝土的強(qiáng)度?；炷恋淖冃??；炷恋淖冃文Ａ?。（一）混凝土的強(qiáng)度：1.混凝土的立方體強(qiáng)度：（1）混凝土的立方體強(qiáng)度

fcu用邊長(zhǎng)150mm立方體，溫度為20±3℃、相對(duì)濕度不小于90%的條件下養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的混凝土立方體試塊的平均壓應(yīng)力。fcu

,kcucu

1.645

f

f (1

1.645

f )cu cufcu,k

f鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的三個(gè)特征值cufcufcucucu

f

的變異系數(shù)

fcu

f

fcu的標(biāo)準(zhǔn)差

f

fcu的平均值（3）混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010，按的大小將混凝土劃分為不同的等級(jí)。有C15、C20

、fcu

,k

20C25 、C30 、 C35、 C40 、C45 、 C50 、C55 、C60 、 C65 、C70 、 C75 、

C80十四級(jí)。C20表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k

20

N

/

mm2實(shí)際fcu,k

25鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。（4）影響砼強(qiáng)度的因素①試驗(yàn)方法。②試件尺寸。③加載速度。④齡期。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。2.混凝土軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)cfck采用棱柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度能夠更好地反映混凝土的實(shí)際抗壓能力,一般用h/b=2~3的試件,常用150×150×300mm的試件。試驗(yàn)表明：fc與fcu大致成直線關(guān)系

0.88

c1

c2

fcu,k規(guī)范對(duì)C50及以下取

c1

0.76,

對(duì)C80取

c1

0.82,中間按線性?xún)?nèi)插規(guī)范對(duì)C40以上混凝土考慮脆性折

減系數(shù)

c

2

,

對(duì)小于等于C40取

c

2

1.0,

對(duì)C80取

c

2

0.87,中間按線性規(guī)律變化.考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件與試件制作及養(yǎng)護(hù)條件的差異、尺寸效應(yīng)及加荷速度等因素的影響，規(guī)范偏安全地?。夯炷凛S心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值分別按下式計(jì)算：fckfc

fck/

c

fck

/1.4

0.88

c1

c2

fcu,k鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。ft50015015016100軸心受拉試驗(yàn)砼基本力學(xué)性能指標(biāo)，

ft表示。砼構(gòu)件開(kāi)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)。軸心受拉試驗(yàn)對(duì)中困難，常采用立方體或圓柱體劈裂試驗(yàn)測(cè)定砼的抗拉強(qiáng)度。立方體試件通過(guò)墊條施加線載荷P，垂直截面上除墊條附近外，產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到ft時(shí)，試件對(duì)半劈裂。3.混凝土軸心抗拉強(qiáng)度鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。d拉P壓tf

2P

d

2壓P劈拉試驗(yàn)用試驗(yàn)方法測(cè)定，根據(jù)軸心抗拉和劈裂的對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)再加上我國(guó)近年來(lái)對(duì)高強(qiáng)混凝土研究的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進(jìn)行分析得出軸心抗拉強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，所以規(guī)范的軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值分別按下式計(jì)算：鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。fcu

,kC1

5C2

0C2

5C3

0C3

5C4

0C4

5C5

0C5

5C60

~C8

0

0

.

21

0.180.160.140.130.120.120.110.110.

10

c

2cutkft

ftk/

c

ftk

/1.4

混凝土立方體強(qiáng)度的變

異系數(shù).混凝土立方體強(qiáng)度采用的變異系數(shù)如下表f

0.88

0.395

f

0.55 ,k(1

1.645

)0.45

4.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的砼強(qiáng)度實(shí)際結(jié)構(gòu)中，砼很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)?！铍p軸應(yīng)力狀態(tài)實(shí)際工程中，一般只作立方體試驗(yàn)定強(qiáng)度等級(jí)，按上。數(shù)關(guān)系確定相應(yīng)的

fck

,

ftk鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。混凝土雙向受壓時(shí),一向的強(qiáng)度隨另一向的應(yīng)力的提高而提高。混凝土雙向受拉時(shí),一向的強(qiáng)度隨另一向的應(yīng)力影響不大?；炷烈幌蚴芾硪幌驂簳r(shí),一向的強(qiáng)度隨另一向的應(yīng)力提高而降低。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)?！钊蚴軌簯?yīng)力狀態(tài)fc

cfc

無(wú)側(cè)向壓力約束時(shí)試件

的軸心抗壓強(qiáng)度;fL

側(cè)向約束壓應(yīng)力

有側(cè)向壓力約束時(shí)試件

的軸心抗壓強(qiáng)度;砼一向抗壓強(qiáng)度隨另兩向壓應(yīng)力的增加而增加。由試驗(yàn)得到經(jīng)驗(yàn)公式為：fc

c

fc

(4.5

~

7.0)

fL式中:鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。☆構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到剪應(yīng)力和正應(yīng)力共同作用下的復(fù)合受力情況。砼的抗剪強(qiáng)度：隨拉應(yīng)力增大而減小，隨壓應(yīng)力增大而增大；當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，內(nèi)部裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而減小。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。（二）混凝土的變形：可分為兩類(lèi):一類(lèi)是受力變形、另一類(lèi)是體積變形。受力變形包括：一次短期荷載作用下的變形；重復(fù)加載短期作用下的變形；一次加載長(zhǎng)期作用下的變形。體積變形包括：混凝土收縮變形；溫度變形。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。1.一次短期荷載作用下的變形；砼單軸受力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是反映砼受力全過(guò)程的重要力學(xué)特征，

是分析砼構(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)。砼單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來(lái)測(cè)定。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。普通試驗(yàn)機(jī)采用等應(yīng)力速度加載，達(dá)到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)變能，導(dǎo)致試件突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段。采用等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的下降段。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。應(yīng)力小于fc的30%～40%時(shí)（a點(diǎn)），應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近直線。當(dāng)應(yīng)力

，呈現(xiàn)塑性。應(yīng)力增大到fc

的80%左右（b點(diǎn)），應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)更快。應(yīng)力達(dá)到fc

（c點(diǎn)）時(shí)，試件表面出現(xiàn)縱向裂縫，試件開(kāi)始破壞。達(dá)到的最大應(yīng)力σo稱(chēng)為砼棱柱體抗壓強(qiáng)度f(wàn)c，相應(yīng)的應(yīng)變?yōu)棣?o一般為0.002左右。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。特點(diǎn)：1.有三個(gè)特征值：曲線中的最大壓應(yīng)力值

max

fcfc與 相對(duì)應(yīng)變值

0

0.002 左右，最大應(yīng)變值

max

0.002

0.006

極限壓應(yīng)變

max2.如加載到

c

時(shí)，卸載可發(fā)現(xiàn)，混凝土的應(yīng)變不能全部恢復(fù)，瞬時(shí)恢復(fù)的應(yīng)變?yōu)閺椥詰?yīng)變，保留一段時(shí)間后又恢復(fù)的變形稱(chēng)為“彈性后效”，不能恢復(fù)的殘余變形為塑性變形，因此混凝土是彈塑性材料。

p

e

5

cu

0.0033

(fcu,k

50)

10鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)。3.影響應(yīng)力—應(yīng)變曲線形狀因素砼強(qiáng)度低，曲線平坦；強(qiáng)度高，曲線陡，εcu??；加載速度快，最大應(yīng)力提高，曲線陡；加載速度慢，曲線平緩，εcu增大。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。2.砼在重復(fù)加載短期作用下的變形應(yīng)力不大，重復(fù)5～10次后，加載和卸載的應(yīng)力—應(yīng)變曲線合并接近一直線，同彈性體一樣工作。應(yīng)力超過(guò)某一限值，經(jīng)多次循環(huán)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系成為直線后，重新變彎，試件很快破壞。該限值為砼的疲勞強(qiáng)度f(wàn)fc鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。3.一次加載長(zhǎng)期作用下的變形混凝土在不變荷載長(zhǎng)期持續(xù)作用下，應(yīng)力不變，變形隨時(shí)間而增長(zhǎng)，我們把此現(xiàn)象稱(chēng)為混凝土的徐變。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第31頁(yè)。由上圖可以看出，在加荷瞬間產(chǎn)生瞬時(shí)應(yīng)變，當(dāng)荷載維持不變時(shí)，應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)，開(kāi)始很快，后漸慢，2~3年后接近不變，最終總應(yīng)變可達(dá)（2~3）倍瞬時(shí)應(yīng)變；如在某時(shí)刻卸荷，立即恢復(fù)的為彈性變形，逐漸恢復(fù)為彈性后效（徐回），不能恢復(fù)的為殘余變形（永久變形）。時(shí)，最終徐變與應(yīng)力不成正比，稱(chēng)為非時(shí)，砼內(nèi)部微裂縫的發(fā)展處于★影響徐變的因素內(nèi)在因素：砼的組成和配比。骨料的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。應(yīng)力大?。喉艖?yīng)力越大，徐變?cè)酱蟆?/p>

c

(

0.5

~

0.55

)

fc

時(shí)，徐變與應(yīng)力成正比，稱(chēng)為線性徐變。徐變是穩(wěn)定的。

c

(

0.5

~

0.55

)

fc線性徐變。當(dāng)

c

0.8

fc鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第32頁(yè)。不穩(wěn)定狀態(tài)，徐變的發(fā)展不收斂，導(dǎo)致砼的破壞。加載齡期：砼的齡期越短，凝膠體的粘性流動(dòng)越大，徐變?cè)酱?。環(huán)境影響：外界相對(duì)濕度越高，結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分不易外逸，徐變?cè)叫?。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第33頁(yè)。徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的作用徐變有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，減小應(yīng)力集中現(xiàn)象。減小大體積砼內(nèi)的溫度應(yīng)力。徐變會(huì)使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大。引起預(yù)應(yīng)力損失。在長(zhǎng)期高應(yīng)力作用下，會(huì)導(dǎo)致破壞。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第34頁(yè)。4、砼的體積變形⑴溫度變形大體積砼結(jié)構(gòu)溫度變形十分重要，當(dāng)變形受到約束，溫度變化引起的應(yīng)力可能引起開(kāi)裂。計(jì)算溫度變形或應(yīng)力時(shí)，砼溫度線膨脹系數(shù)取為1.0×10-5

。大體積砼結(jié)構(gòu)中，用鋼筋來(lái)防止溫度裂縫或干縮裂縫是不可能的。適當(dāng)布置鋼筋，可分散裂縫，減小裂縫寬度。為減小溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第35頁(yè)。⑵干縮變形砼因外界濕度變化產(chǎn)生干縮與濕脹。濕脹常產(chǎn)生有利的影響，設(shè)計(jì)中一般可不考慮。干縮變形受到約束時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干縮裂縫。干縮變形影響因素：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??；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。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第36頁(yè)。建筑物產(chǎn)生裂縫的原因：荷載作用,結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫；溫度變化,混凝土收縮引起的裂縫；地基不均勻沉降引起的裂縫。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第37頁(yè)。（三）砼的彈性模量初始彈性模量：通過(guò)原點(diǎn)0切線的斜率tgα0。割線彈性模量：應(yīng)力不大時(shí)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系近似于直線，彈性模量可用應(yīng)力σ

c除以其相應(yīng)的應(yīng)變?chǔ)?c來(lái)表示：Ec=

tgα

1 =σ

c/εc鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第38頁(yè)。彈性模量測(cè)定方法

0.5f

c5~10次利用多次重復(fù)加載卸載后應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系趨于直線的性質(zhì)求彈性模量。加載至0.5fc，卸載至零，重復(fù)加載卸載5～10次，應(yīng)力—應(yīng)變曲線漸趨穩(wěn)定并接近于一直線，該直線的正切tgα

即為砼的彈性模量。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第39頁(yè)。210534.7

(N/mm )fcu,k2.2

Ec

設(shè)計(jì)時(shí)，可直接由附表2-5查用（P294）。20105c

25414(N

/

mm2

)2.2

34.7Ec

規(guī)范取E

2.55

104

(N

/

mm2

)例如:

C20302105c2.2

Ec

34.7

29792(N/mm

)規(guī)范取E

3.0

104

(N

/

mm2

)再例如:

C30對(duì)大量試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到經(jīng)驗(yàn)公式：鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第40頁(yè)。應(yīng)力較大時(shí)，砼的塑性變形顯著，此時(shí)砼的應(yīng)力與應(yīng)變之比稱(chēng)為變形’模量Ec

E

vE

cc e ccc其中

c

e

pv

彈性系數(shù)

c

e

變形模量

cE

Ec

彈性模量

e

彈性應(yīng)變

p

塑性應(yīng)變

砼的變形模量混凝土--彈塑性材料

p

e

c

c鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第41頁(yè)。當(dāng)

很小時(shí),當(dāng)

很大時(shí),

c

e

e

小v

1.0v

0.5（四）砼的其他性能（一）重力密度（或容重）設(shè)計(jì)一般的鋼筋砼結(jié)構(gòu)時(shí)，其重力密度可近似地采用為25kN/m3。（二）砼的耐久性砼的耐久性，與其抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗碳化和抗腐蝕等性能有密切關(guān)系。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第42頁(yè)。第三節(jié) 鋼筋的錨固與連接(一)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力在緒論中講過(guò)，鋼筋與混凝土能很好的共同工作，主要原因是它們之間有足夠的粘結(jié)力。例如：有一光圓鋼筋d=30mm，埋在C20級(jí)混凝土內(nèi)500mm，可以安全地起吊10噸=10000公斤的重物，靠的是鋼筋與混凝土之間的

uu

max

粘結(jié)力。1.粘結(jié)力----鋼筋與混凝土交界面上沿鋼筋縱向混凝土的抗剪能力。粘結(jié)力認(rèn)為由三部分組成：1.由于混凝土結(jié)硬收縮將鋼筋壓緊產(chǎn)生的摩阻力。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第43頁(yè)。水泥凝膠體與鋼筋表面之間的膠著力。鋼筋表面不平整與混凝土之間的機(jī)械咬合力。2.粘結(jié)應(yīng)力----鋼筋與混凝土交界面上單位面積的粘結(jié)力。粘結(jié)應(yīng)力的分布是不均勻的，最大粘結(jié)應(yīng)力在離端頭某一距離處，用平均粘結(jié)應(yīng)力表示。例如上例：u

dl 3.14

30

500

P

98000

2.1N

/

mm23.混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度：[

u

]混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度----鋼筋周?chē)炷羻挝幻娣e上所能承受的最大平均粘結(jié)應(yīng)力。也就是鋼筋即將被拔出時(shí)混凝土的平均粘結(jié)應(yīng)力。或著說(shuō)是混凝土的極限平均粘結(jié)應(yīng)力。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第44頁(yè)。光面鋼筋τb峰值隨P增加，由加荷端移至自由端，τb圖形長(zhǎng)度（有效埋長(zhǎng)）達(dá)到自由端。變形鋼筋τb峰值始終在加荷端附近，有效埋長(zhǎng)增加緩慢，粘結(jié)力大于光面鋼筋。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第45頁(yè)。★影響粘結(jié)力的主要因素砼強(qiáng)度：粘結(jié)強(qiáng)度隨砼強(qiáng)度的提高而增加，但并不與立方體強(qiáng)度f(wàn)cu成正比，而與抗拉強(qiáng)度

ft

成正比。保護(hù)層厚度：變形鋼筋，粘結(jié)強(qiáng)度主要取決于劈裂破壞。相對(duì)保護(hù)層厚度c/d

越大，砼抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結(jié)強(qiáng)度越高。鋼筋直徑：鋼筋面積相同時(shí)直徑小，鋼筋與混凝土的表面接觸面積大，會(huì)增加對(duì)砼的擠壓，從而使摩擦作用增加。鋼筋表面和外形特征：光面鋼筋表面凹凸較小，機(jī)械咬合作用小，粘結(jié)強(qiáng)度低。月牙肋和螺紋肋變形鋼筋，機(jī)械咬合作用大，粘結(jié)強(qiáng)度高。鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第46頁(yè)。(二)鋼筋的錨固與接頭為了保證鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力,設(shè)計(jì)時(shí)必須保證鋼筋在混凝土中有足夠的錨固長(zhǎng)度。需要的錨固長(zhǎng)度可根據(jù)粘結(jié)極限狀態(tài)的平衡條件來(lái)算。柱La柱柱梁梁LaLa鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第47頁(yè)。a u s

yL

d

A

f粘結(jié)力

拔力4ud大(鋼筋直徑粗)fy高(鋼筋強(qiáng)度高)fyuuASfya

低(混凝土強(qiáng)度低)

d

d

d2

L

需要的錨固長(zhǎng)度長(zhǎng)La鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第48頁(yè)。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)粘結(jié)力的要求各國(guó)規(guī)定不同,有的要計(jì)算確定錨固長(zhǎng)度，我國(guó)原規(guī)范按構(gòu)造要求來(lái)保證?，F(xiàn)規(guī)范采用公式計(jì)算來(lái)保證錨固長(zhǎng)度。faL

fy

dt式中:

La

受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度;f

y

鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N

/

mm )2ft

混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

(N

/

mm ),當(dāng)混凝土強(qiáng)度2超過(guò)C60,

按C60的強(qiáng)度取;d

鋼筋的公稱(chēng)直徑;

鋼筋的外形系數(shù),

按下表取用鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第49頁(yè)。鋼筋的外形系數(shù)表鋼筋類(lèi)型光面鋼筋帶肋鋼筋螺旋肋鋼絲三股鋼絞線七股鋼絞線

0.160.140.130.160.17鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能全文共64頁(yè)，當(dāng)前為第50頁(yè)。1、受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度la

alab——受拉鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度；

a——錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)，對(duì)多項(xiàng)時(shí)可以連乘，但不應(yīng)小于0.6，預(yù)應(yīng)力筋取1.0。式中：

labla——受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度；縱向受拉帶肋鋼筋的錨固長(zhǎng)度修正系數(shù)應(yīng)根據(jù)鋼筋的錨固條件按下列規(guī)定：1、 當(dāng)鋼筋的公稱(chēng)直徑大于25mm 時(shí)