單元一

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的力學(xué)性質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理01§1-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念02§1-2鋼筋混凝土的組成材料03§1-3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)目錄單元一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的力學(xué)性質(zhì)§1-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念單元一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的力學(xué)性質(zhì)§1-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念重點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的定義和特點(diǎn)鋼筋與混凝土共同工作的機(jī)理。

※明確鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的定義和特點(diǎn)；※理解鋼筋與混凝土共同工作的機(jī)理。

教學(xué)目標(biāo)難點(diǎn)一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的定義鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：由受力普通鋼筋和混凝土這兩種力學(xué)性能不同的材料結(jié)合成整體，共同承受作用的一種建筑材料。鋼筋混凝土的產(chǎn)生：將鋼筋和混凝土結(jié)合在一起共同工作，混凝土承受壓力，鋼筋承受拉力，將可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。混凝土：非均勻材料，抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度很低，為抗壓強(qiáng)度的（1/8∽1/18）鋼筋：抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高，主要承受拉力?！?-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念取長(zhǎng)補(bǔ)短、團(tuán)結(jié)協(xié)作,更好地發(fā)揮整體效能§1-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)——優(yōu)點(diǎn)1、充分發(fā)揮鋼筋和混凝土各自的材料力學(xué)特性，提高了構(gòu)件的承載能力，改善了構(gòu)件的受力性能。2、耐久性較好：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的強(qiáng)度是隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)的，同時(shí)，鋼筋被混凝土所包裹而不致銹蝕，所以，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是較好的。3、剛度較大：在使用荷載作用下的變形較小，故可有效地用于對(duì)變形要求較嚴(yán)格的建筑物中。3、可模性好：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)既可以整體現(xiàn)澆也可以預(yù)制裝配，并且可以根據(jù)需要澆制成各種形狀和截面尺寸的構(gòu)件。4、易于就地取材：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所用的原材料中，砂、石所占的比重較大，而砂、石易于就地取材，可以降低工程造價(jià)。§1-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)——不足之處：1、自重大：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸一般較相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)大，因而自重較大，這對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu)是不利的；2、抗裂性能較差：在正常使用時(shí)往往是帶裂縫工作的；3、施工受氣候條件影響較大，并且施工中需耗用較多木材；4、修補(bǔ)或拆除較困難等?！?-1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念三、鋼筋與混凝土共同工作的機(jī)理（1）混凝土和鋼筋之間有良好的黏結(jié)力，使兩者能可靠地結(jié)合成一個(gè)整體，在荷載作用下能夠很好地共同變形，完成其結(jié)構(gòu)功能。（2）鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)也較為接近（鋼筋為1.2×10-5/℃，混凝土為1.0×10-5～1.5×10-5/℃），因此，當(dāng)溫度變化時(shí)，不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的黏結(jié)。（3）混凝土包裹在鋼筋的外圍，可以防止鋼筋的銹蝕，保證了鋼筋與混凝土的共同工作?！?-2單元一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及材料的力學(xué)性質(zhì)鋼筋混凝土的組成材料§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）教學(xué)目標(biāo)

※明確混凝土的強(qiáng)度定義和表示方法；

※理解混凝土徐變及影響因素；

※理解混凝土的變形類型及特點(diǎn)；

※理解混凝土收縮特性。※混凝土的立方體強(qiáng)度和軸心抗壓強(qiáng)度※混凝土強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)值

※混凝土受力變形的應(yīng)力應(yīng)變曲線

※混凝土彈性模量確定方法重點(diǎn)難點(diǎn)§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）定義：混凝土是用水泥、砂子和石子三種材料，經(jīng)水拌和凝固硬化后制成的人工石材。

混凝土的要求

和易性好強(qiáng)度要高(重點(diǎn))

耐久性要好經(jīng)濟(jì)上要節(jié)省評(píng)定混凝土品質(zhì)的主要指標(biāo)

§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

（1）定義——在規(guī)定的統(tǒng)一試驗(yàn)方法下衡量混凝土強(qiáng)度的基本指標(biāo)。

我國(guó)《橋規(guī)》(JTG3362-2018)規(guī)定以每邊邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至28d（由于粉煤灰等礦物摻合料在水泥及混凝土中大量應(yīng)用，可根據(jù)具體情況適當(dāng)延長(zhǎng)試驗(yàn)齡期），以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度值（以MPa計(jì)）作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值()。比如：C30，表示為30級(jí)混凝土，“30”表示該級(jí)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值為30MPa。1.混凝土的立方體強(qiáng)度§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

1.混凝土的立方體強(qiáng)度

（2）影響因素：材料的性質(zhì)、混凝土配合比、養(yǎng)護(hù)環(huán)境、施工方法、試件形狀與尺寸，試驗(yàn)方法，加載條件和試件的受力性質(zhì)。

試件尺寸(尺寸效應(yīng))試驗(yàn)方法直接受壓(標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法)間接受壓(試塊與承壓板之間涂有油脂或填以塑料薄片)加載速度越快,強(qiáng)度越高細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精（3）混凝土的強(qiáng)度等級(jí)§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

1.混凝土的立方體強(qiáng)度

混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值又被稱為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。用于公路橋梁承重部分的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80等。鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C25；預(yù)應(yīng)力混疑土構(gòu)件不應(yīng)低于C40。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

2.混凝土軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱體抗壓強(qiáng)度）（1）定義：真實(shí)反映以受壓為主的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度。工程中通常用高寬比為3～4的棱柱體，按照與立方體試件相同條件下制作和試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的棱柱體試件的極限抗壓強(qiáng)度值，作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度，用表示。標(biāo)準(zhǔn)試件：150mm×150mm×450mm。注：試件制作、養(yǎng)護(hù)和加載試驗(yàn)方法同立方體試件。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

2.混凝土軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱體抗壓強(qiáng)度）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與邊長(zhǎng)150mm立方體試件抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系為

——C50及以下混凝土；C55-C80混凝土。

——混凝土折減系數(shù)。C40及以下混凝土；C80混凝土，其間按直線插入。C40及以下混凝土的

與

的關(guān)系大致呈一直線（如右圖所示）010203040102030§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

3.混凝土軸心抗拉強(qiáng)度

軸心抗拉強(qiáng)度是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)中確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)，一般約為立方體強(qiáng)度的1/18--1/8。試驗(yàn)方法

直接軸向拉伸法間接測(cè)試法，如劈裂法圖1-2混凝土軸心抗拉強(qiáng)度直接測(cè)試試件圖1-3用劈裂法試驗(yàn)混凝土抗拉強(qiáng)度示意圖a)用立方體進(jìn)行劈裂試驗(yàn)；b）用圓柱進(jìn)行劈裂試驗(yàn)1-壓力機(jī)上壓板；2-墊條；3-試件；4-澆模頂面；5-澆模底面；6-壓力機(jī)下壓板；7-試件破裂線§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的強(qiáng)度

4.混凝土軸心抗壓（拉）強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值

①混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、：是考慮到同一批材料實(shí)際強(qiáng)度有時(shí)大有時(shí)小的這種離散性，為了統(tǒng)一材料質(zhì)量要求而規(guī)定的材料極限強(qiáng)度的值。通常根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟(jì)條件，選取某一個(gè)具有95%保證率的強(qiáng)度值，作為混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。

②混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

、：主要用于承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的計(jì)算。強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)而得。混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

混凝土的變形分為混凝土的受力變形與混凝土的體積變形。外荷載作用而產(chǎn)生的受力變形體積變形長(zhǎng)期荷載作用下的變形一次短期加載下的變形重復(fù)荷載作用下的變形分類溫度變形收縮變形§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形1、混凝土在一次短期荷載作用下的變形（1）混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線受力過程：OA——彈性階段（

）AB——彈塑性階段（裂縫出現(xiàn)階段）（

c

=0.2

max～

max）BC——破壞階段（下降階段）。對(duì)高強(qiáng)度（如C50和C60）混凝土，由于其脆性性質(zhì)，沒有這種下降段或下降段很不明顯。εc=0.0008～0.003（計(jì)算時(shí)取εc=0.002）；εcu=0.002～0.006，有時(shí)可達(dá)0.008。

c≤0.2

max棱柱體抗壓強(qiáng)度上升階段§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

混凝土塑性變形的大小與加荷速度及荷載持續(xù)時(shí)間有密切關(guān)系。在瞬時(shí)荷載作用下，比如，當(dāng)每級(jí)荷載持續(xù)時(shí)間少于0.001s時(shí)，所記錄的變形完全為彈性變形，應(yīng)力一應(yīng)變呈直線關(guān)系。荷載持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，試件變形愈大，應(yīng)力一應(yīng)變曲線的曲率也就愈大。

混凝土的一次短期加荷軸心受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線的曲率變化小,受拉極限應(yīng)變,僅為受壓極限應(yīng)變的,也是混凝土受拉時(shí)容易開裂的原因。

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形1、混凝土在一次短期荷載作用下的變形§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

2、混凝土在多次重復(fù)荷載作用下的變形§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

2、混凝土在多次重復(fù)荷載作用下的變形

圖a)表示混凝土棱柱體在一次加載卸載時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，加載曲線OA凹向ε軸，而卸載曲線AB凸向ε軸，當(dāng)荷載全部卸完一瞬間，卸載曲線AB的末端為B點(diǎn)，如果停留一段時(shí)間再量測(cè)試件應(yīng)變，則發(fā)現(xiàn)還有很小的變形可以恢復(fù)，也即由B點(diǎn)到點(diǎn)，則的恢復(fù)應(yīng)變稱為混凝土的彈性后效，稱為試件殘余應(yīng)變。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

2、混凝土在多次重復(fù)荷載作用下的變形

b)圖表示混凝土棱柱體多次重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，當(dāng)受壓重復(fù)荷載引起的最大應(yīng)力不超過0.5fcd時(shí)，隨著復(fù)加、卸載次數(shù)的增加，加載曲線的曲率亦逐漸減小。經(jīng)4～10次循環(huán)后，塑性變形基本完成，而只有彈性變形，應(yīng)力一應(yīng)變曲線逐漸接近直線，并大致平行于一次加載曲線通過原點(diǎn)的切線。當(dāng)應(yīng)力超過0.5fcd時(shí)，經(jīng)若干次循環(huán)后，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系變成直線。但若繼續(xù)循環(huán)下去，將重復(fù)出現(xiàn)塑性變形，且應(yīng)力一應(yīng)變曲線向相反方向彎曲，直至循環(huán)到一定次數(shù)，導(dǎo)致構(gòu)件破壞。這種情況稱為疲勞破壞。試驗(yàn)證明，重復(fù)荷載引起的應(yīng)力愈大，試驗(yàn)達(dá)到疲勞所需的循環(huán)次數(shù)則愈少?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

2、混凝土在多次重復(fù)荷載作用下的變形

對(duì)于由混凝土組成的橋涵結(jié)構(gòu)，通常要求能承受兩百萬次的反復(fù)荷載作用。

混凝土疲勞強(qiáng)度(fp)——經(jīng)受兩百萬次反復(fù)變形而破壞的應(yīng)力?；炷疗趶?qiáng)度約為其棱柱體強(qiáng)度的50%，即fp≈0.5fcd?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

3、混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的變形

在混凝土棱柱體試件上加荷，試件產(chǎn)生壓應(yīng)變，如果維持荷載不變，若干時(shí)間后，混凝土的應(yīng)變還在繼續(xù)增加。混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下（即壓力不變的情況下），應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

3、混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的變形（1）混凝土的徐變與混凝土的應(yīng)力大小有著密切的關(guān)系，應(yīng)力愈大，徐變也愈大。當(dāng)應(yīng)力較小(σc<0.5fcd)時(shí)，徐變與應(yīng)力成正比，這種情況稱為線性徐變。（2）混凝土的徐變與時(shí)間參數(shù)有關(guān)。（3）加荷齡期對(duì)徐變也有重要影響?；炷良虞d齡期愈短，即混凝土愈“年輕”。（4）水泥用量愈多，水灰比愈大，徐變愈大。（5）混凝土集料愈堅(jiān)硬、養(yǎng)護(hù)時(shí)相對(duì)濕度愈高，徐變愈小。混凝土徐變的規(guī)律：§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

3、混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的變形有利方面：有利于防止結(jié)構(gòu)物的裂縫形成，同時(shí)還有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布。不利方面：在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失。徐變變形還可能超過彈性變形，甚至達(dá)到彈性變形的2∽4倍，這就要改變超靜定結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)。徐變對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響：§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

在計(jì)算超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件截面的預(yù)壓應(yīng)力時(shí)，就要用到混凝土的彈性模量。作為彈塑性材料的混凝土，其應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系是一條曲線，其應(yīng)力增量與應(yīng)變?cè)隽康谋戎?，即為混凝土的變形模量。它不是常?shù)，隨混凝土的應(yīng)力變化而變化。4、混凝土的模量（1）彈性模量Ec

我國(guó)工程上所取用的混凝土受壓彈性模量EC數(shù)值是在重復(fù)加荷的應(yīng)力一應(yīng)變曲線上求得的。試驗(yàn)采用棱柱體試件，加荷產(chǎn)生的最大壓應(yīng)力選取σC=(0.4～0.5)fcd，反復(fù)加荷卸荷5～10次后，混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線基本上接近直線，并大致平行于相應(yīng)的原點(diǎn)切線，則取該直線的斜率作為混凝土受壓彈性模量Ec的數(shù)值?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

4、混凝土的模量（1）彈性模量Ec取值規(guī)定：§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

4、混凝土的彈性模量Ec

（1）彈性模量Ec取值規(guī)定：

根據(jù)試驗(yàn)資料，混凝土受壓彈性模量的經(jīng)驗(yàn)公式為：

試驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土的受拉彈性模量與受壓彈性模量十分相近，其比值平均為0.995。實(shí)用時(shí)可取受拉彈性模量等于受壓彈性模量。

一、混凝土的變形

（一）混凝土的受力變形

4、混凝土的模量（2）混凝土剪變模量Gc：§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）剪變模量——材料在單向受剪且應(yīng)力和應(yīng)變呈線性關(guān)系時(shí)，截面上剪應(yīng)力與對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)變的比值:G=τ/γ(τ為剪應(yīng)力，γ為剪切角)。混凝土的剪變模量Gc計(jì)算公式如下：

——混凝土的橫向變形系數(shù)（即泊松比），《橋規(guī)》(JTC3362-2018)規(guī)定取，則：

一、混凝土的變形

（二）混凝土的體積變形

§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）混凝土的收縮與膨脹屬于混凝土的體積變形。1、混凝土的收縮（1）定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。（2）收縮的原因：混凝土在凝結(jié)硬化過程中的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的“凝縮”和混凝土自由水分的蒸發(fā)所產(chǎn)生的“干縮”兩部分所引起的混凝土體積變化。

一、混凝土的變形

（二）混凝土的體積變形

§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）1、混凝土的收縮（3）影響收縮的主要因素：混凝土中的水泥用量愈多、水泥強(qiáng)度等級(jí)愈高、水灰比愈大，混凝土的收縮就愈大；混凝土中的集料質(zhì)量愈好、澆搗混凝土愈密實(shí)、在養(yǎng)生結(jié)硬過程中周圍濕度愈高，混凝土收縮就愈小。實(shí)踐證明，混凝土從開始凝結(jié)起就產(chǎn)生收縮，有時(shí)它可延續(xù)一二十年，一般在最初半年內(nèi)收縮量最大，可完成全部收縮量的80%～90%。

一、混凝土的變形

（二）混凝土的體積變形

§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）1、混凝土的收縮（4）收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響及應(yīng)對(duì)措施

影響：常造成收縮裂縫。特別是一些長(zhǎng)度大但截面尺寸小的構(gòu)件或薄壁結(jié)構(gòu)，如果在制作和養(yǎng)護(hù)時(shí)不采取預(yù)防措施，嚴(yán)重的會(huì)在交付使用前就因收縮裂縫而破壞。

措施：在施工時(shí)應(yīng)控制混凝土材料的水灰比和水泥用量等各項(xiàng)指標(biāo)并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。必要時(shí)應(yīng)設(shè)置變形縫和防收縮鋼筋，以防止和限制因混凝土收縮而引起的裂縫開展。

一、混凝土的變形

（二）混凝土的體積變形

§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）2、混凝土的膨脹

混凝土在水中結(jié)硬時(shí)，體積則膨脹。膨脹值一般比收縮值小得多，且常起有利作用，因此在計(jì)算中不予考慮?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題一混凝土）

混凝土是土木工程中最常用且消耗量巨大的建筑材料，傳統(tǒng)混凝土的制備需使用水泥，而水泥生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的CO2

與其他大氣污染物。

我國(guó)水泥產(chǎn)量占全球55%，每生產(chǎn)1t水泥，碳排放約0.81t(工藝改進(jìn)后)。如何降低混凝土的碳排放？§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）教學(xué)目標(biāo)

※能描述鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線的特征

※能描述鋼筋的分類和表示方法

※能描述鋼筋強(qiáng)度的定義及表示方法

※能說出鋼筋的焊接和彎制方法

※鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度

※鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)值重點(diǎn)難點(diǎn)§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）一、鋼筋的種類（一）鋼筋的分類1、鋼筋按外形可分為光面圓鋼筋、帶肋鋼筋、鋼絲及鋼絞線。2、按鋼筋所用鋼料品種不同可分為普通碳素鋼、普通低合金鋼。3、按鋼筋加工的方法分為熱軋帶肋鋼筋、熱軋光圓鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、余熱處理鋼筋、鋼絲。a)光面圓鋼筋b）月牙肋鋼筋§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）一、鋼筋的種類（一）鋼筋的分類§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）一、鋼筋的種類（二）鋼筋的表示方法1、熱軋帶肋鋼筋的牌號(hào)分為HRB400、HRB500、HRBF400三種；2、熱軋光圓鋼筋的牌號(hào)為HPB235、HPB300；3、冷軋帶肋鋼筋CRB550、CRB600H、CRB650、CRB680H、CRB800H；4、余熱處理鋼筋（帶肋）的牌號(hào)為RRB400；5、鋼絲按外形分為光圓、螺旋肋、刻痕三種，其代號(hào)分別為P、H、I?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）一、鋼筋的種類（三）幾點(diǎn)說明1、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的普通鋼筋宜選用HPB300、HRB400、HRB500、HRBF400和RRB400鋼筋，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的箍筋應(yīng)選用其中的帶肋鋼筋；按構(gòu)造要求配置的鋼筋網(wǎng)可采用冷軋帶肋鋼筋。2、《橋規(guī)》（JTG3362-2018）規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)選用鋼絞線、鋼絲；中、小型構(gòu)件或豎、橫向用預(yù)應(yīng)力鋼筋，可選用預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。3、精軋螺紋鋼筋主要用于中小跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁構(gòu)件?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）二、鋼筋的主要力學(xué)性能（一）鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線

1、軟鋼------有明顯流服鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線

主要物理力學(xué)指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、抗拉極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。①OA——彈性階段；A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，為比例極限。②AB——屈服階段;B點(diǎn)的應(yīng)力(σb)，為鋼筋的屈服強(qiáng)度。BB′稱為流幅或屈服臺(tái)階。③B′C——強(qiáng)化階段；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力(σC)為鋼筋的抗拉極限強(qiáng)度。④CD——破壞階段?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）二、鋼筋的主要力學(xué)性能（一）鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線

2、硬鋼--無明顯流幅鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線

因曲線本身無明顯的屈服臺(tái)階，所以硬鋼沒有明確的屈服極限。在實(shí)際應(yīng)用過程中取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力作為假定的屈服點(diǎn)，用σ0.2表示。σ0.2相當(dāng)于它的極限強(qiáng)度的0.7～0.85倍，多稱為條件屈服點(diǎn)，又稱協(xié)定流限?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）二、鋼筋的主要力學(xué)性能（一）鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線

3、關(guān)于屈服臺(tái)階的說明

鋼筋的屈服臺(tái)階大小，隨鋼筋的品種而異。鋼筋的屈服極限低，其屈服臺(tái)階大；屈服極限，其屈服臺(tái)階小。屈服臺(tái)階大的鋼筋延伸率大，塑性好，配有這種鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件，破壞前有明顯預(yù)兆；無屈服點(diǎn)的鋼筋或屈服臺(tái)階小的鋼筋，延伸率小，塑性差，配有這種鋼筋的構(gòu)件，破壞前無明顯預(yù)兆，破壞突然，屬于脆性破壞。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）二、鋼筋的主要力學(xué)性能（二）鋼筋的彈性模量

鋼筋的彈性模量是一項(xiàng)很穩(wěn)定材料常數(shù)。即使強(qiáng)度級(jí)別相差很大的鋼筋，彈性模量卻很接近，而且強(qiáng)度高的鋼筋，彈性模量反而偏低。鋼筋的彈性模量(MPa)表鋼筋種類彈性模量Es（×105MPa）鋼筋種類彈性模量Ep（×105MPa）HPB3002.10鋼絞線1.95HRB400、HRB500HRBF400、RRB4002.00消除應(yīng)力鋼絲2.05預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋2.00§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）二、鋼筋的主要力學(xué)性能（三）鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)值

《橋規(guī)》(JTG3362-2018)規(guī)定，普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，取用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋屈服點(diǎn)，具有不小于95%保證率的抗拉強(qiáng)度。按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，采用鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk除以材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)后的值。普通鋼筋的強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)γs=1.2。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）三、鋼筋的接頭、彎鉤和彎折（一）彎鉤

承受拉力的主鋼筋，為了防止在混凝土內(nèi)滑動(dòng)，需把鋼筋兩端做成彎鉤。1、HPB300鋼筋的彎鉤半圓內(nèi)徑不宜過小，一般不得小于2.5d。2、對(duì)于直彎鉤，其半徑不得小于2.5d?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）三、鋼筋的接頭、彎鉤和彎折（一）彎鉤

4、箍筋的末端應(yīng)做成彎鉤，彎曲角度可取135°。彎鉤的彎曲直徑應(yīng)大于被箍的受力主鋼筋的直徑，且HPB300鋼筋不應(yīng)小于箍筋直徑的2.5倍；HRB400鋼筋不應(yīng)小于箍筋直徑的5倍；彎鉤平直段長(zhǎng)度，一般結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于箍筋直徑的5倍，抗震結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍。3、對(duì)于135o末端彎鉤（HRB400、HRB500、HRBF400、RRB400）直徑不小于5d；在彎鉤的端部應(yīng)留一直線段，其長(zhǎng)度規(guī)定如右圖所示。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）三、鋼筋的接頭、彎鉤和彎折（二）彎折

鋼筋在彎轉(zhuǎn)處應(yīng)做成圓弧段，鋼筋軸線在圓弧段內(nèi)的曲率直徑應(yīng)不小于20d（如圖所示）?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）三、鋼筋的接頭、彎鉤和彎折（三）接頭

鋼筋接頭有綁扎搭接與焊接兩種方法。1.綁扎接頭

綁扎接頭是在鋼筋搭接處用鐵絲綁扎而成。綁扎接頭的鋼筋直徑不宜大于28mm，對(duì)軸心受壓和偏心受壓構(gòu)件中的受壓鋼筋，可不大于32mm。

受拉鋼筋綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于下表的規(guī)定；受壓鋼筋綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于表中受拉鋼筋綁扎接頭搭接長(zhǎng)度的0.7倍?！?-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）三、鋼筋的接頭、彎鉤和彎折（三）接頭

1.綁扎接頭受拉鋼筋綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度鋼筋種類HPB300HRB400，HRBF400，RRB400HRB500混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25≥C30≥C30≥C30搭接長(zhǎng)度（mm）40d35d45d50d表中注釋詳見教材。§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）三、鋼筋的接頭、彎鉤和彎折（三）接頭

2.焊接接頭：鋼筋焊接接頭宜采用閃光接觸對(duì)焊；當(dāng)閃光接觸對(duì)焊條件不具備時(shí)，也可采用電弧焊(幫條焊或搭接焊)、電渣壓力焊和氣壓焊。普通鋼筋的焊接接頭如右圖所示。a)閃光接觸對(duì)焊；b)夾桿式電弧焊；

c)搭疊式電弧焊§1-2鋼筋混凝土的組成材料（課題二鋼筋）四、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求(1)強(qiáng)度：主要是指屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度。(2)塑性：要求鋼材在斷裂時(shí)有足夠的變形，以防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件的脆性破壞。(3)可焊性：在一定的工藝條件下，要求鋼筋的焊口附近不產(chǎn)生裂紋和過大的變形，且具有良好的機(jī)械性能。(4)鋼筋與混凝土的握裹力：為了保證鋼筋與混凝土的共同變形和共同工作，故鋼筋的表面形狀有著重要的影響。在寒冷的地區(qū)，對(duì)鋼筋的冷脆性能也應(yīng)有一定的要求?！?