1、第二章 材料的力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 鋼筋,2.1 鋼筋 一、鋼筋的種類 1. 按化學(xué)成分：碳素鋼（含碳量0.6%)和 普通低合金鋼 2. 按加工工藝：規(guī)范采用的分類方式,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 鋼筋,（1）熱軋鋼分為： a.HPB235（級） ： b. HRB335（級）： c. HRB400（級）： d. RRB400（余熱處理級）：,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,（2）鋼絲和鋼絞線 ：多用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),2.1 鋼筋,（3）熱處理鋼筋：多用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,（4）冷加工鋼筋 目的：提高熱軋鋼筋的強度，節(jié)約鋼

2、材。 但塑性、韌性降低。,2.1 鋼筋,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 鋼筋,二、鋼筋的力學(xué)性能,1. 曲線,（一） 有明顯屈服點的鋼筋,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2. 力學(xué)性能指標(biāo) 屈服強度：鋼筋強度的設(shè)計依據(jù) 伸長率：,屈強比:,2.1 鋼筋,強度儲備,冷彎性能：,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,3.簡化的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 雙線性的理想彈塑性關(guān)系,2.1 鋼筋,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 鋼筋,（二）無明顯屈服點的鋼筋 1. 曲線:,2.受力性能：,強度高，沒有明顯屈服臺階， 伸長率小，塑性差。,3. 強度標(biāo)準(zhǔn)值：,條件屈服強度-殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力。 規(guī)

3、范 0.2 = 0.85b,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,三、混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求 1. 強度高： 2. 塑性好： 3. 可焊性好： 4. 粘結(jié)性好：,2.1 鋼筋,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,2-2 混凝土 一、強度,抗壓強度 （1）立方體抗壓強度 （fcu ）和強度等級,標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度，稱為立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k，以N/mm2計。,不涂潤滑劑,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,強度等級：規(guī)范根據(jù)立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，從C15C80共劃分為14個強度等級，級

4、差為5N/mm2。 強度換算關(guān)系： 200mm3的立方體試驗值1.05 100mm3的立方體試驗值0.95,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,（2）軸心抗壓強度fc,軸心抗壓強度與立方體強度的換算 ：,以150150300mm或150150450mm棱柱體試塊測得的抗壓強度,2. 軸心抗拉強度 ft, 軸心拉伸試驗,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,結(jié)論：抗拉強度是其抗壓強度的1/181/8，平均為1/10, 劈拉試驗,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,3.復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能,（1）雙向受力,雙向變壓，比單向受壓強度提高; 雙向受拉，兩向抗拉強度接近于單向抗拉強度

5、; 一向受拉，一向受壓，兩個方向的強度均小于單向抗拉或抗壓強度;,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,（2）單軸正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用, 混凝土的抗剪強度隨拉應(yīng)力增大而減小 當(dāng)0.6 時，抗剪強度隨壓應(yīng)力增大而增大 當(dāng)=0.6 時，抗剪強度達(dá)最大值 當(dāng)0.6 時，抗剪強度隨壓應(yīng)力增大而減小,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,（3）三軸受壓強度 由試驗得到的經(jīng)驗公式為:,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,強度大大提高，同時提高混凝土的延性。,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土,二、變形性能,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和

6、混凝土的材料性能,2.1 混凝土,1. 一次短期荷載作用下的變形性能,（1）受壓時應(yīng)力一應(yīng)變曲線,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.2 混凝土,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,約束混凝土概念的提出？,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土,不同強度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,強度等級越高,彈性段越長,峰值應(yīng)變 有所增大,脆性越顯著，下降段越陡,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,（2）混凝土的彈性模量、變形模量,2.1 混凝土,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,彈性模量,變形模量,切線模量,彈性系數(shù)彈性應(yīng)變與總應(yīng)變的比值,第二章 鋼筋

7、和混凝土的材料性能,彈性模量測定方法,2.1 混凝土,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,（3）混凝土受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,2.1 混凝土,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土,2. 長期荷載作用下的變形性能 徐變：應(yīng)力不變，應(yīng)變持續(xù)增長的現(xiàn)象。 徐變隨時間的發(fā)展規(guī)律 ：,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,徐變的后果,不利,引起預(yù)應(yīng)力損失,增大構(gòu)件變形,有利,減小溫度變形,實現(xiàn)應(yīng)力重分布，減小應(yīng)力集中,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土,影響因素

8、 應(yīng)力條件 s /fc 0.5時，為線性徐變。 s 在(0.50.8) fc 時，為非線性徐變，收斂。 s 0.8fc 時，為非線性徐變，不收斂。 內(nèi)在因素 環(huán)境影響,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土,3. 混凝土的收縮 收縮：硬結(jié)過程中體積縮小的現(xiàn)象。,2.1 混凝土的物理力學(xué)性能,后果：a. 構(gòu)件未受荷之前產(chǎn)生裂縫； b.產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失； c. 超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力；,混凝土的收縮隨時間發(fā)展的規(guī)律,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié),2-3 鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用,一、粘結(jié)力的組成： （1）膠結(jié)力： （2）摩擦力： （3）機(jī)械咬合力： （4）鋼筋端部的錨固力：,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié),二、粘結(jié)機(jī)理 1、光面鋼筋 粘結(jié)力主要來自膠結(jié)力和摩擦力，粘結(jié)強度較小，易拔出。,2、變形鋼筋 粘結(jié)力主要來自機(jī)械咬合力，粘結(jié)強度較高。,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié),三、 影響粘結(jié)性能的因素 混凝土強度 相對保護(hù)層厚度 鋼筋凈間距,鋼筋外形,受力情況,橫向配筋,第二章 鋼筋和混凝土的材料性能,2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié),滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求； 一般除重銹鋼筋外，可不必除銹。,四、保證粘結(jié)的構(gòu)造措施 光圓鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤； 保證最小搭