鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)--第2章 混凝土結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)性能

1、鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu) 第2章混凝土結(jié)構(gòu)的 物理力學(xué)性能 內(nèi)容提要 1.鋼筋 2.混凝土 3.混凝土與鋼筋的粘結(jié) 1.鋼筋 (1)鋼筋的品種和級(jí)別 A.鋼筋的形式 鋼筋 柔性鋼筋勁性鋼筋 熱軋鋼筋鋼絲和鋼鉸線冷加工鋼筋角鋼槽鋼工字鋼H型鋼 鋼絲 鋼絲繩 鋼鉸線 帶肋 光圓 冷拉 冷拔 1.鋼筋 (1)鋼筋的品種和級(jí)別 B.熱軋鋼筋 熱軋鋼筋 熱軋?zhí)妓劁撈胀ǖ秃辖痄?所含元素 主要： 鐵Fe 少量： 碳C 硅Si 錳Mn 磷P 硫S 含量特性 含碳高， 強(qiáng)度高， 但塑性及 可焊性差 一般碳量 0.25% 所含元素 碳素鋼元素 硅Si 錳Mn 釩V 鈦Ti 鈮Nb 合金元素： 特性 改善塑性 性能

2、熱軋鋼筋級(jí)別見后面各版砼規(guī)范熱軋鋼筋級(jí)別見后面各版砼規(guī)范 1.鋼筋 (1)鋼筋的品種和級(jí)別 C.中高強(qiáng)鋼絲和鋼鉸線 鋼絲和鋼鉸線常用作預(yù)應(yīng)力鋼筋，鋼絲和鋼鉸線常用作預(yù)應(yīng)力鋼筋， 其類型及強(qiáng)度見后面各版砼規(guī)范其類型及強(qiáng)度見后面各版砼規(guī)范 a.鋼絲鋼絲 光面鋼絲 刻痕鋼絲 月牙肋鋼絲 螺旋肋鋼絲 中、高強(qiáng)鋼絲的直徑為中、高強(qiáng)鋼絲的直徑為410mm 1.鋼筋 (1)鋼筋的品種和級(jí)別 C.中高強(qiáng)鋼絲和鋼鉸線 b.鋼鉸線鋼鉸線 鋼鉸線有2股、3股和7股結(jié)構(gòu)，直徑25.2mm 鋼鉸線可 盤成卷狀 1.鋼筋 (1)鋼筋的品種和級(jí)別 D.冷加工鋼筋 通過(guò)對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行冷加工而成，主要有冷 拉和冷拔兩種。冷加工

3、可提高鋼筋的屈服點(diǎn) 和強(qiáng)度，但伸長(zhǎng)率和塑性降低。 E.常見的加工工藝 熱軋熱軋 在再結(jié)晶溫度以 上進(jìn)行的軋制 余熱處理余熱處理 熱軋后快速冷卻，再利 用鋼芯余熱自行回火回火 回火回火 將淬火淬火后的鋼，在某溫度 以下加熱、保溫后冷卻 淬火淬火 將鋼加熱到某一溫度，保溫一段時(shí) 間，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N組織結(jié)構(gòu)，然 后以某冷卻速度快冷到另一溫度以 下使其再轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪唤M織結(jié)構(gòu) 冷拉冷拉 在常溫下拉伸鋼筋， 使其產(chǎn)生塑性變形 冷拔冷拔 對(duì)鋼筋通過(guò)拔絲模 進(jìn)行強(qiáng)力冷拔，使 其產(chǎn)生塑性變形 1.鋼筋 (2)鋼筋強(qiáng)度與變形 A.有明顯流幅的鋼筋 常用于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件 彈性階段 彈塑性 階段 強(qiáng)化階段 比例極限 屈服

4、階段 屈服臺(tái)階 極限強(qiáng)度 （抗拉強(qiáng)度） 下屈服點(diǎn) （屈服強(qiáng)度） 上屈服點(diǎn) （不穩(wěn)定） 鋼筋被拉斷 產(chǎn)生“頸縮”現(xiàn)象 伸長(zhǎng)率 （衡量塑性 的重要指標(biāo)） 1.鋼筋 (2)鋼筋強(qiáng)度與變形 B.無(wú)明顯流幅的鋼筋 常用于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件 設(shè)計(jì)上通常取殘余應(yīng)變?yōu)?0.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為假 想的屈服點(diǎn)，稱為條件屈服條件屈服 強(qiáng)度強(qiáng)度，用0.2來(lái)表示。 由于不易測(cè)定，對(duì)鋼絲和熱 處理鋼筋的0.2，規(guī)范統(tǒng)一 取0.8倍極限抗拉強(qiáng)度。 1.鋼筋 (2)鋼筋強(qiáng)度與變形 C.檢驗(yàn)鋼筋塑性的另一方法：冷彎試驗(yàn) 冷彎試驗(yàn)合格的標(biāo)準(zhǔn)為在規(guī)定的D和下冷彎 后的鋼筋無(wú)裂紋、鱗落或斷裂現(xiàn)象。 1.鋼筋 (3)冷加工鋼筋的性能 A.

5、冷拉 至a點(diǎn)卸荷后，經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間再加荷的應(yīng)力應(yīng)變曲線 至a點(diǎn)后不卸荷，繼續(xù) 加荷的應(yīng)力應(yīng)變曲線 aa的變化稱 為“冷拉時(shí)效” 從圖中可以看出，經(jīng)冷 拉時(shí)效后的鋼筋，其強(qiáng)強(qiáng) 度度有所提高提高而延伸率延伸率卻 減小減小了。 因此，如果合理地選擇 一個(gè)a點(diǎn)，即選擇合適的 冷拉控制應(yīng)力和冷拉伸 長(zhǎng)率（即雙控雙控。僅控制 冷拉伸長(zhǎng)率的為單控單控）， 就可以既提高強(qiáng)度又保 持了一定的塑性。 鋼筋冷拉時(shí)包括其彈性和塑性變形的 總伸長(zhǎng)值與鋼筋原長(zhǎng)之比值（%）。 冷拉只能提高冷拉只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 1.鋼筋 (3)冷加工鋼筋的性能 B.冷拔 冷拔鋼筋強(qiáng)度提高強(qiáng)度提高，但脆性脆性 也增加也增加； 一

6、般需多次冷拔一般需多次冷拔、逐漸減小 直徑，強(qiáng)度才能明顯提高； 冷拔后的鋼絲沒有明顯屈服沒有明顯屈服 點(diǎn)點(diǎn)，一般取條件屈服強(qiáng)度； 冷拔既可提高抗拉強(qiáng)度，也既可提高抗拉強(qiáng)度，也 可提高抗壓強(qiáng)度可提高抗壓強(qiáng)度。 1.鋼筋 (4)混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋質(zhì)量的要求 A.強(qiáng)度高可節(jié)約鋼材； B.塑性好破壞前有明顯征兆； C.可焊性好焊接后不產(chǎn)生裂紋及過(guò)大變形； D.與混凝土的粘結(jié)性能好保證鋼筋與混凝土共同工作。 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 A.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ 10-89） 第2.2.1條 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定選用： 一、普通鋼筋宜采用普通鋼筋宜采用I級(jí)

7、、級(jí)、II級(jí)、級(jí)、III級(jí)級(jí)熱軋鋼筋和LL500級(jí)冷軋帶肋鋼筋，也可采用冷 拉I級(jí)(d=12mm)鋼筋和乙級(jí)冷拔低碳鋼絲 ； 二、預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋，也可采用冷拉II、 III、IV級(jí)鋼筋。 對(duì)中小型構(gòu)件中小型構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋，宜采用LL650級(jí)或LL800級(jí)冷軋帶肋鋼筋也可采用甲 級(jí)冷拔低碳鋼絲。 注：普通鋼筋系指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力 鋼筋； 碳素鋼絲和刻痕鋼絲系指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲）GB5223-95中的光面 和刻痕的并經(jīng)消除應(yīng)力的高強(qiáng)度圓形鋼絲。 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 A.混

8、凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ 10-89） 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 A.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ 10-89） 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 B.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002） 第第4.2.1條條 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定選用： 1 普通鋼筋宜采用普通鋼筋宜采用HRB400級(jí)和級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋，也可采用HPB235級(jí)和RRB400級(jí)鋼筋； 2 預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。 注：1 普通鋼筋系指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼 筋； 2 HRB40

9、0級(jí)和HRB335級(jí)鋼筋系指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土用熱軋帶肋熱軋帶肋鋼筋 GB1499中的HRB400和HRB335鋼筋；HPB235級(jí)鋼筋系指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土用 熱軋光圓熱軋光圓鋼筋GB13013中的Q235鋼筋；RRB400級(jí)鋼筋系指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝 土用余熱處理余熱處理鋼筋GB13014中的KL400鋼筋； 3 預(yù)應(yīng)力鋼絲系指現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲GB/T5223中的光面、螺旋肋和 三面刻痕的消除應(yīng)力的鋼絲； 4 當(dāng)采用本條未列出但符合強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率要求的冷加工鋼筋及其他鋼筋時(shí)，應(yīng)符合專門 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 鋼筋符號(hào)意義：HRB: Hot-rolled Ribbed-stee

10、l Bars; HPB: Hot-rolled Plain-steel Bars; RRB: Remained heat treatment Ribbed Bars 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 B.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002） 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 B.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002） 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 C.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010） 4.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)按下列規(guī)定選用： 1 縱向受力普通鋼筋普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500 鋼筋

11、， 也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400 鋼筋； 2 箍筋箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 鋼筋，也可采用 HRB335、HRBF335 鋼筋； 3 預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋 。 注：RRB400 鋼筋不宜用作重要部位的受力鋼筋，不應(yīng)用于直接承受疲勞荷載的構(gòu)件。 條文說(shuō)明：條文說(shuō)明： 1 增加增加強(qiáng)度為500MPa級(jí)的熱軋帶肋鋼筋；推廣推廣400MPa、500MPa級(jí)高強(qiáng)熱軋帶肋鋼筋作 為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋；限制并準(zhǔn)備逐步淘汰限制并準(zhǔn)備逐步淘汰335MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用；用 30

12、0MPa級(jí)光圓鋼筋取代取代235MPa級(jí)光圓鋼筋。 2 列入采用控溫軋制控溫軋制工藝生產(chǎn)的HRBF系列細(xì)晶粒帶肋細(xì)晶粒帶肋鋼筋。 HRBF中的中的F代表代表Fine 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 C.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010） 423 普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 應(yīng)按表應(yīng)按表4231采采 用；預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值用；預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpy、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 應(yīng)按表應(yīng)按表4232采用。采用。 當(dāng)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí)，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。橫向鋼筋當(dāng)構(gòu)件中配有不同種

13、類的鋼筋時(shí)，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。橫向鋼筋 的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fyv應(yīng)按表中應(yīng)按表中fy的數(shù)值采用；的數(shù)值采用；當(dāng)用作受剪、受扭、受沖切承載力當(dāng)用作受剪、受扭、受沖切承載力 計(jì)算時(shí)，其數(shù)值大于計(jì)算時(shí)，其數(shù)值大于360Nmm2時(shí)應(yīng)取時(shí)應(yīng)取360Nmm2。 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 C.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010） 1.鋼筋 (2)各版規(guī)范對(duì)鋼筋選用的規(guī)定 C.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010） 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 A.立方體強(qiáng)度f(wàn)cu基本指標(biāo)，各種強(qiáng)度均可與之建立關(guān)系 a.規(guī)范定義規(guī)范定義 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝

14、土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）：）： 411 混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指 按標(biāo)準(zhǔn)方法制作按標(biāo)準(zhǔn)方法制作、養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為150mm的立方體的立方體試件，在在28d或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期以標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95保證率保證率的抗壓強(qiáng)度值。 b.規(guī)范的混凝土強(qiáng)度等級(jí)規(guī)范的混凝土強(qiáng)度等級(jí) 分14個(gè)等級(jí)。C后面 數(shù)字即表示以N/mm2 為單位的立方體抗壓 強(qiáng)度數(shù)值。 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 A.立方體強(qiáng)度f(wàn)cu基本指標(biāo)，各種強(qiáng)度均可與之建立關(guān)系 c.標(biāo)準(zhǔn)制作方法（養(yǎng)護(hù)環(huán)境）標(biāo)準(zhǔn)制作方法（養(yǎng)護(hù)環(huán)境） 溫度：20 3 ；

15、相對(duì)濕度： 90%。 d.標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 壓板與試件之不涂油脂潤(rùn)滑劑； 加荷速度：0.150.25N/(mm2.s) 受力與破壞 （不涂油） 實(shí)驗(yàn)裝置與破壞形態(tài)（涂油） 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 A.立方體強(qiáng)度f(wàn)cu基本指標(biāo)，各種強(qiáng)度均可與之建立關(guān)系 e.標(biāo)準(zhǔn)試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊 邊長(zhǎng)為150mm的立方體。材料消耗和重量都較適中，便于搬運(yùn)和試驗(yàn)。 若用邊長(zhǎng)為200mm和100mm的立方體試塊時(shí)，所得強(qiáng)度數(shù)值要分別乘以強(qiáng)度換算系 數(shù)1.05和0.95加以校正。此即“尺寸效應(yīng)尺寸效應(yīng)” f.強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)條件、齡期的關(guān)系強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)條件、齡期的關(guān)系 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 B.軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)

16、c 在h/b=34的棱柱體上所測(cè)得的強(qiáng)度。 由于避開端部摩擦的約束作用，能更 好地反映混凝土的實(shí)際抗力。 a.試件尺寸對(duì)軸心抗壓強(qiáng)度的影響試件尺寸對(duì)軸心抗壓強(qiáng)度的影響 試驗(yàn)表明，h/b=34時(shí)， 軸心抗壓強(qiáng)度即擺脫了 摩擦力的作用而趨穩(wěn)定， 達(dá)到純壓純壓狀態(tài)，所以軸 心抗壓強(qiáng)度的試件往往 取150150450、 150150600等尺寸。 另外，試件尺寸也不宜不宜 取得過(guò)高取得過(guò)高，否則將產(chǎn)生 （附加）偏心偏心，帶來(lái)較 大干擾。 受力狀態(tài) 破壞形態(tài) 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 B.軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c b.軸心抗壓強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的關(guān)系軸心抗壓強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的關(guān)系 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)

17、設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）條文說(shuō)明：）條文說(shuō)明： 4.1.3, 4.1.4: 考慮到結(jié)構(gòu)中混凝土的實(shí)體強(qiáng)度與立 方體試件混凝土強(qiáng)度之間的差異，對(duì) 試件混凝土強(qiáng)度的修正系數(shù)修正系數(shù)取為0.88； 棱柱強(qiáng)度與立方強(qiáng)度之比強(qiáng)度之比值c1：對(duì) C50及以下普通混凝土取0.76；對(duì)高 強(qiáng)混凝土C80取0.82，中間按線性插 值； C40以上的混凝土考慮脆性折減系數(shù)脆性折減系數(shù) c2：對(duì)C40取1.00，對(duì)C80取0.87， 中間按線性插值。 最終fck=0.88 c1 c2fcuk fc=fck/1.4 0.76 0.88=0.67 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 C. 抗拉強(qiáng)度f(wàn)t a.軸心

18、抗拉強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的關(guān)系軸心抗拉強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的關(guān)系 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB 50010-2010）條）條 文說(shuō)明：文說(shuō)明： 4.1.3, 4.1.4: ftk=0.88 0.395fcuk0.55(1- 1.645)0.45c2 ft=ftk/1.4 0.88為修正系數(shù)， 0.395和0.55為強(qiáng)度折算關(guān)系， c2為脆性折減系數(shù)，同前。 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 C. 抗拉強(qiáng)度f(wàn)t b.由劈拉試驗(yàn)測(cè)定的抗拉強(qiáng)度由劈拉試驗(yàn)測(cè)定的抗拉強(qiáng)度-考慮施工偏心的影響考慮施工偏心的影響 立方體：立方體： 圓柱體：圓柱體： 實(shí)驗(yàn)裝置與破壞形態(tài) 受力形態(tài) 2.混凝土 (1)混凝土

19、強(qiáng)度 D. 在復(fù)合受力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度 （簡(jiǎn)稱復(fù)合受力強(qiáng)度） a.雙向受力強(qiáng)度雙向受力強(qiáng)度 雙向受拉：雙向受拉： 實(shí)測(cè)強(qiáng)度接 近單向抗拉 強(qiáng)度 雙向受壓：雙向受壓： 抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變有 所提高，前者最大可提高 約27%，但不在雙向等壓 的情況。 一向受壓另一向受拉：一向受壓另一向受拉： 強(qiáng)度降低。 一向受一向受 壓另一壓另一 向受拉：向受拉： 強(qiáng)度降 低。 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 D. 在復(fù)合受力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度 （簡(jiǎn)稱復(fù)合受力強(qiáng)度） b.受平面法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的組合強(qiáng)度受平面法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的組合強(qiáng)度 相 對(duì) 剪 應(yīng) 力 相對(duì)法向應(yīng)力 抗剪強(qiáng)度隨著拉應(yīng)力的增加而降 低，隨壓應(yīng)力

20、先增加，后降低。 2.混凝土 (1)混凝土強(qiáng)度 D. 在復(fù)合受力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度 （簡(jiǎn)稱復(fù)合受力強(qiáng)度） c.三向受壓強(qiáng)度三向受壓強(qiáng)度 混凝土三軸受壓時(shí)，強(qiáng)度和變形 能力均有提高，側(cè)壓越大，提高 越大。計(jì)算公式各異，課本為： fcc=fc+kf1 fcc：三軸受壓軸心抗壓強(qiáng)度； fc：?jiǎn)屋S受壓軸心抗壓強(qiáng)度； f1：側(cè)向壓力； k：側(cè)向壓力效應(yīng)系數(shù)。取5.6。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)規(guī)范計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）附）附 錄錄C.4.3按查表插按查表插 值計(jì)算此強(qiáng)度。值計(jì)算此強(qiáng)度。 2.混凝土 (2)混凝土變形 A. 受壓混凝土一次短期加載的應(yīng) 力應(yīng)變曲線 0.3fc 0.8fc

21、fc 可視為線 彈性體 出現(xiàn)塑性 和穩(wěn)定微 裂縫 出現(xiàn)不穩(wěn) 定裂縫， 即將破壞 上升段 下降段 應(yīng)力峰值 真正壓壞 極限應(yīng)變 與fc對(duì)應(yīng)的應(yīng)變， 在0.002附近 相應(yīng)于條件屈服強(qiáng)度 規(guī)范表達(dá)式 2.混凝土 (2)混凝土變形 B. 混凝土強(qiáng)度對(duì)其應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響 由圖可以看出，隨著混凝土強(qiáng)度的提高強(qiáng)度的提高，其應(yīng)應(yīng) 力峰值及對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)龃罅Ψ逯导皩?duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)龃螅瑧?yīng)力下降越激烈應(yīng)力下降越激烈， 而延性延性（混凝土的延性混凝土的延性是指試件在承載能力沒 有顯著下降情況下承受變形的能力。見王社良， 熊仲明，混凝土及砌體結(jié)構(gòu)，2004年， P25）越大越大。 極限壓應(yīng)變極限壓應(yīng)變是指混凝土試件可能達(dá)

22、到的最大應(yīng) 變值，它包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變。極限壓應(yīng) 變?cè)酱?，混凝土的變形能力越好。而混凝土?變形能力一般用延性來(lái)表示。對(duì)均勻受壓均勻受壓的混 凝土構(gòu)件，極限壓應(yīng)變?nèi)?0，對(duì)受彎受彎和偏壓偏壓構(gòu) 件，取 cu。（見王社良，熊仲明，混凝土 及砌體結(jié)構(gòu)，2004年，P25）。 2.混凝土 (2)混凝土變形 C. 加荷速度對(duì)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響 由圖可以看出，隨著加載應(yīng)變應(yīng)變 速度的降低速度的降低，應(yīng)力峰值應(yīng)力峰值fc略有略有 降低降低，但相應(yīng)的峰值應(yīng)變峰值應(yīng)變 0增增 大大，并且下降段曲線比較平緩下降段曲線比較平緩。 2.混凝土 (2)混凝土變形 D. 混凝土的橫向變形系數(shù) （泊松比） 規(guī)范

23、取混凝土的 泊松比為0.2。 2.混凝土 (2)混凝土變形 E. 混凝土的彈性模量和變形模量 a.混凝土的應(yīng)變組成混凝土的應(yīng)變組成 總應(yīng)變?yōu)閺椥詰?yīng)變與塑性應(yīng)變之和 2.混凝土 (2)混凝土變形 E. 混凝土的彈性模量和變形模量 b.混凝土的彈性（原點(diǎn)）模量混凝土的彈性（原點(diǎn)）模量 定義： 統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式： 測(cè)定方法： 用棱柱體試件， 取應(yīng)力上限為 0.5fc，重復(fù)加 載510次，新 原點(diǎn)與0.5fc點(diǎn) 的連線即為彈性 模量。 規(guī)范按上式計(jì)算后的取值： 2.混凝土 (2)混凝土變形 E. 混凝土的彈性模量和變形模量 c.混凝土的變形（割線）模量混凝土的變形（割線）模量 定義： 與彈性模量關(guān)系及推導(dǎo)

24、： 為彈性系數(shù)，為彈性應(yīng)變與總應(yīng)變的 比值，反映混凝土彈塑性的性質(zhì)。通常： 0.3fc時(shí)， =1.0； =0.5fc時(shí)， =0.85； =0.9fc時(shí)， =0.40.7。 2.混凝土 (2)混凝土變形 E. 混凝土的彈性模量和變形模量 d.混凝土的切線模量混凝土的切線模量 定義： 2.混凝土 (2)混凝土變形 F. 受拉混凝土的變形 彈性模量同受壓 拉應(yīng)力峰值的彈性系數(shù)約為0.5 受拉本構(gòu)規(guī)范式 峰值拉應(yīng)變?yōu)?50270) 10-6 極限拉應(yīng)變?yōu)?(100150) 10-6 2.混凝土 (2)混凝土變形 G. 混凝土在荷載重復(fù)作用 下的變形（疲勞變形） a.疲勞破壞的定義疲勞破壞的定義 在荷載

25、重復(fù)作用下引起的破壞。 b.工程中的重復(fù)荷載工程中的重復(fù)荷載 吊車荷載 波浪荷載 車輛荷載 2.混凝土 (2)混凝土變形 G. 混凝土在荷載重復(fù)作用 下的變形（疲勞變形） c.混凝土棱柱體在多次重復(fù)荷載混凝土棱柱體在多次重復(fù)荷載 作用下的應(yīng)力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 卸載后瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變 卸載后彈性后效殘余應(yīng)變 一次一次加 載應(yīng)力 小于疲 勞強(qiáng)度 時(shí)，其 加載卸 載曲線 成環(huán)狀環(huán)狀 多次加卸載應(yīng)力小于小于疲 勞強(qiáng)度時(shí)，其加載卸載 曲線終成密合密合直線。 多次加卸載應(yīng)力大于大于疲勞強(qiáng)度 時(shí)，其加載卸載曲線終不封閉， 裂縫發(fā)展，最終疲勞破壞疲勞破壞。 2.混凝土 (2)混凝土變形 G. 混凝土在

26、荷載重復(fù)作用 下的變形（疲勞變形） d.混凝土疲勞強(qiáng)度的確定混凝土疲勞強(qiáng)度的確定 由疲勞試驗(yàn)確定。即把手100 100 300或150 150 450 的棱柱體承受200萬(wàn)次萬(wàn)次或以上循 環(huán)重復(fù)荷載而發(fā)生破壞的壓應(yīng)力 值稱為混凝土的疲勞抗壓強(qiáng)度。 e.混凝土疲勞強(qiáng)度的影響因素混凝土疲勞強(qiáng)度的影響因素 荷載重復(fù)次數(shù)重復(fù)次數(shù)、混凝土強(qiáng)度強(qiáng)度及 重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力變化幅應(yīng)力變化幅 度度。疲勞強(qiáng)度隨著疲勞應(yīng)力比隨著疲勞應(yīng)力比 值的增大而增大值的增大而增大。 疲勞應(yīng)力比值： 構(gòu)件截面同一纖維上的混 凝土最小和最大應(yīng)力值 2.混凝土 (3)混凝土的時(shí)隨變形 收縮和徐變 A. 混凝土的收縮與膨脹 混凝土體

27、積在空氣中硬化時(shí)會(huì)縮 小，稱為收縮；在水中結(jié)硬時(shí)會(huì) 增大，稱為膨脹。 B. 混凝土收縮與時(shí)間的關(guān)系 2周后完成25%； 1月后完成50%； 3月后增長(zhǎng)緩慢； 2年后趨于穩(wěn)定； 最終收縮應(yīng)變值約(25) 10-4。 C. 混凝土收縮的原因 a.水化凝縮； b.蒸發(fā)干縮。 2.混凝土 (3)混凝土的時(shí)隨變形 收縮和徐變 D. 混凝土收縮的影響因素 a.水泥用量多、水灰比大，收 縮大 ； b.級(jí)配好、彈模高，收縮?。?c.高溫高濕養(yǎng)護(hù)，收縮??；高 溫低濕養(yǎng)護(hù)，收縮大。 E. 減少混凝土收縮裂縫的措施 a.設(shè)溫度收縮縫 ； b.設(shè)構(gòu)造鋼筋。 813 如有充分依據(jù)對(duì)下列情況，本規(guī)范表811中的伸縮縫最大

28、間距可適當(dāng)增大： 1 采取減小混凝土收縮或溫度變化的措施； 2 采用專門的預(yù)加應(yīng)力或增配構(gòu)造鋼筋增配構(gòu)造鋼筋的措施； 3 采用低收縮混凝土材料，采取跳倉(cāng)澆筑跳倉(cāng)澆筑（即隔跨先后澆注）、后澆帶后澆帶、控制縫控制縫（即引導(dǎo) 裂縫在規(guī)定的弱化截面位置產(chǎn)生）等施工方法，并加強(qiáng)施工養(yǎng)護(hù)。 當(dāng)伸縮縫間距增大較多時(shí)，尚應(yīng)考慮溫度變化和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。 814 當(dāng)設(shè)置伸縮縫時(shí)，框架、排架結(jié)構(gòu)的雙柱基礎(chǔ)可不斷開基礎(chǔ)可不斷開。 規(guī)范對(duì)收縮縫的相關(guān)規(guī)定規(guī)范對(duì)收縮縫的相關(guān)規(guī)定 2.混凝土 (3)混凝土的時(shí)隨變形 收縮和徐變 F. 混凝土徐變的定義 應(yīng)力不變應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)變應(yīng)變隨 時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。

29、 H. 混凝土徐變的測(cè)定 因測(cè)定徐變的試件變形包含收縮變形， 故需扣除對(duì)比試件的收縮變形，才是 真正的徐變變形。 G. 混凝土徐變的原因 混凝土受力后水泥膠體的粘 性流動(dòng)要持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間。 I. 混凝土徐變與時(shí)間的關(guān)系 前4個(gè)月增長(zhǎng)較快； 6個(gè)月可達(dá)7080%； 之后增長(zhǎng)緩慢； 2年后約為彈性變形的24倍。 2.混凝土 (3)混凝土的時(shí)隨變形 收縮和徐變 J. 混凝土徐變的影響因素 a.初始應(yīng)力初始應(yīng)力 0.5fc時(shí)，徐變?cè)鲩L(zhǎng)較應(yīng)力增 長(zhǎng)快，此為非線性徐變； 0.8fc時(shí)，非線性徐變常不收 斂，導(dǎo)致破壞。 b.加載齡期加載齡期 早加載徐變大，故不能過(guò)早拆模。 c.級(jí)配級(jí)配 水灰比大、水泥用量多

30、，徐變大； 骨料硬、彈模高，徐變小。 d.養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)條件 高溫高濕徐變小，高溫低濕徐變大。 K. 混凝土徐變的危害 撓度、應(yīng)力重分布、預(yù)應(yīng)力損失等。 2.混凝土 (4)混凝土的選用 412 素混凝土素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15；鋼筋混凝土鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等 級(jí)不應(yīng)低于C20；采用強(qiáng)度等級(jí)400MPa及以上及以上的鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30。 承受重復(fù)荷載重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）：）： 素

31、混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 3.混凝土與鋼筋的粘結(jié) (1)粘結(jié)力的組成 A. 粘結(jié)力的概念 a.粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力 能夠承受由于變形差（相對(duì)滑移）沿 鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力。 支座底筋錨支座底筋錨 固粘結(jié)應(yīng)力固粘結(jié)應(yīng)力 裂縫間的局裂縫間的局 部粘結(jié)應(yīng)力部粘結(jié)應(yīng)力 b.粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度 粘結(jié)失效（鋼筋被拔出或混凝土被劈裂） 時(shí)的最大平均粘結(jié)應(yīng)力。 支座面筋錨固粘結(jié)應(yīng)力支座面筋錨固粘結(jié)應(yīng)力 c.粘結(jié)應(yīng)力分類粘結(jié)應(yīng)力分類 按作用性質(zhì)可分為錨固粘結(jié)應(yīng)力和局部 粘結(jié)應(yīng)力，如圖。 粘結(jié)應(yīng)力 鋼筋應(yīng)力 粘結(jié)應(yīng)力 鋼筋應(yīng)力 3.混凝土與鋼筋的粘結(jié) (1)粘結(jié)力的組成 B. 粘結(jié)力的組成 a.化學(xué)膠結(jié)力化學(xué)膠結(jié)力 即化學(xué)吸附力，一般很小，接觸面發(fā) 生相對(duì)滑移時(shí)即消失，僅在局部無(wú)滑 移區(qū)內(nèi)起作用。 b.摩擦力（光面鋼筋主要粘結(jié)力）摩擦力（光面鋼筋主要粘結(jié)力） 混凝土收縮后將鋼筋裹緊而產(chǎn)生的力，擠 壓力越大，接觸面越粗糙，摩擦力越大。 c.機(jī)械咬合力機(jī)械咬合力 鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬 合作用。是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來(lái)源變形鋼筋粘結(jié)力的主要來(lái)源。 3.混凝土與鋼筋的粘結(jié) (1)粘結(jié)力的組成 B. 粘結(jié)力的組成 d.鋼筋端部的錨固力鋼筋端部的錨