鋼筋和混凝土的物理力學(xué)性能

1、 2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié) 2.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能 混凝土是由混凝土是由水泥水泥、 砂砂、石子石子和和水水等攪拌而成的人造石材，等攪拌而成的人造石材，不是勻質(zhì)不是勻質(zhì)彈性材料彈性材料。一、混凝土的強(qiáng)度（單軸向）一、混凝土的強(qiáng)度（單軸向） 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土主要用于在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土主要用于抗壓抗壓。1 1、混凝土的抗壓強(qiáng)度、混凝土的抗壓強(qiáng)度( (g gompression)ompression)（1)1)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度混凝土立方體抗壓強(qiáng)度 ， 和強(qiáng)度等級和強(qiáng)度等級 采用邊長為采用邊

2、長為150mm立方體試塊，在立方體試塊，在溫度溫度203，濕度濕度90%以上以上的潮的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天天，依據(jù)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法對試件進(jìn)行加壓，測得的強(qiáng)度為立對試件進(jìn)行加壓，測得的強(qiáng)度為立方體抗壓強(qiáng)度方體抗壓強(qiáng)度 具有具有95%保證率保證率的抗壓強(qiáng)度為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的抗壓強(qiáng)度為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ，作為劃分混凝土強(qiáng)度等級的依據(jù)。作為劃分混凝土強(qiáng)度等級的依據(jù)。立方體抗立方體抗立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu壓強(qiáng)度壓強(qiáng)度fc立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcuukcuf,cufkcuf,cuf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)范根據(jù)混凝土立方體抗

3、壓強(qiáng)度將混凝土劃分為根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度將混凝土劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級：個(gè)強(qiáng)度等級：c15、c20、c25、c30、c35、c40、c45、c50、c55、c60、c65、c70、c75、c80c15cconcrete15立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15n/mm2。 若無邊長為若無邊長為150mm的立方體試件，也可用邊長為的立方體試件，也可用邊長為100mm或或200mm的的試件代替，但測得的強(qiáng)度應(yīng)乘以相應(yīng)的換算系數(shù)：試件代替，但測得的強(qiáng)度應(yīng)乘以相應(yīng)的換算系數(shù)：100mm200mm0.951.05立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度fc 采用邊長為采用邊

4、長為150mm150mm300mm的棱柱體試件作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)的棱柱體試件作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件，制作養(yǎng)護(hù)方法與立方體試件的方法準(zhǔn)試件，制作養(yǎng)護(hù)方法與立方體試件的方法相同。相同。(2)、軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度fcfcfcu棱柱體抗壓強(qiáng)度平均值與立方體抗壓強(qiáng)度平均值之間存在線性棱柱體抗壓強(qiáng)度平均值與立方體抗壓強(qiáng)度平均值之間存在線性關(guān)系，比值大概在關(guān)系，比值大概在0.70.92之間。之間。規(guī)范規(guī)定：軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)范規(guī)定：軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k之間的關(guān)系如下式：之間的關(guān)系如下式：kcuccckff,2188. 01c

5、棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，c50以下取以下取0.76，c80取取0.82,中間按線性插值。中間按線性插值。2c高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，c40以下取以下取1.00，c80取取0.87，中，中間線性插值。間線性插值。88. 0考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土之間的差異等，引入的修正系數(shù)?？紤]實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土之間的差異等，引入的修正系數(shù)。軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ft tension 軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ft遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸心抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于軸心抗壓強(qiáng)度fc，一般只有，一般只有5%10%，且，且強(qiáng)度等級越高，這個(gè)比值越小。強(qiáng)度等級越高，這個(gè)比值越小。

6、 測定方法：測定方法：軸心受拉試驗(yàn)軸心受拉試驗(yàn)500150150150150100100直徑直徑16-20mm壓壓拉拉dlp2pppppdd劈裂試驗(yàn)劈裂試驗(yàn)2、d：立方體邊長或：立方體邊長或圓柱體直徑圓柱體直徑l：立方體邊長或：立方體邊長或圓柱體長度圓柱體長度p 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，取混凝土根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，取混凝土軸心抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)平均值軸心抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)平均值ft與與立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)平均值立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)平均值fcu的關(guān)系為：的關(guān)系為：軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ft55. 0395. 0cutff 規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk與與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值立方體

7、抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k的關(guān)系為：的關(guān)系為：245. 055. 0,)645. 11 (395. 088. 0ckcutkff2c高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，c40以下取以下取1.00，c80取取0.87，中，中間線性插值。間線性插值。88. 0考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土之間的差異等，引入的修正系數(shù)?？紤]實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土之間的差異等，引入的修正系數(shù)?；炷翉?qiáng)度變異系數(shù)?；炷翉?qiáng)度變異系數(shù)。復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度二、二、在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土一在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土一般處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。般處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)雙向受壓時(shí)，一向的抗壓強(qiáng)

8、度隨另一向應(yīng)力的增加而增加。當(dāng)雙向受壓時(shí)，一向的抗壓強(qiáng)度隨另一向應(yīng)力的增加而增加。當(dāng)雙向受拉時(shí)，一向的抗拉強(qiáng)度基本上與另一向拉應(yīng)力大小無關(guān)。當(dāng)雙向受拉時(shí)，一向的抗拉強(qiáng)度基本上與另一向拉應(yīng)力大小無關(guān)。當(dāng)一向受拉、一向受壓時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨另一向拉應(yīng)力的增當(dāng)一向受拉、一向受壓時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨另一向拉應(yīng)力的增加而降低。加而降低。混凝土的抗壓強(qiáng)度由于剪應(yīng)力的存在而降低。混凝土的抗壓強(qiáng)度由于剪應(yīng)力的存在而降低?；炷恋目辜魪?qiáng)度隨著拉應(yīng)力的增大而減小?；炷恋目辜魪?qiáng)度隨著拉應(yīng)力的增大而減小?；炷恋目辜魪?qiáng)度隨著壓應(yīng)力的增大先增大后減小混凝土的抗剪強(qiáng)度隨著壓應(yīng)力的增大先增大后減小 三向受壓時(shí)，混凝

9、土一向抗壓強(qiáng)度隨另二向壓應(yīng)力的增加而增加，且三向受壓時(shí)，混凝土一向抗壓強(qiáng)度隨另二向壓應(yīng)力的增加而增加，且混凝土的極限壓應(yīng)變也大大增加?；炷恋臉O限壓應(yīng)變也大大增加。三、混凝土的變形三、混凝土的變形變形變形荷載荷載作用作用下的變形下的變形非荷載非荷載作用作用下的變形下的變形短期一次荷載短期一次荷載作用下的變形作用下的變形長期荷載長期荷載作用下的變形作用下的變形熱脹冷縮、濕脹干縮熱脹冷縮、濕脹干縮結(jié)硬時(shí)的結(jié)硬時(shí)的收縮與膨脹收縮與膨脹1、混凝土在短期一次加載時(shí)的變形、混凝土在短期一次加載時(shí)的變形 混凝土短期一次加載是指荷載從零開始單調(diào)增加至試件破壞，通常采用混凝土短期一次加載是指荷載從零開始單調(diào)增加

10、至試件破壞，通常采用棱棱柱體試件柱體試件來測定，其應(yīng)力來測定，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是混凝土最基本的力學(xué)性能之一。應(yīng)變關(guān)系是混凝土最基本的力學(xué)性能之一。 從開始加載到從開始加載到a點(diǎn)（約為點(diǎn)（約為0.3fc）時(shí)，砼基本處于彈性狀態(tài)，應(yīng)力應(yīng)時(shí)，砼基本處于彈性狀態(tài)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近直線。變關(guān)系接近直線。 隨著應(yīng)力的增大，砼出現(xiàn)塑性，隨著應(yīng)力的增大，砼出現(xiàn)塑性，應(yīng)力在應(yīng)力在0.3fc0.8fc(ab段段)時(shí)，應(yīng)變增時(shí)，應(yīng)變增長速度較應(yīng)力快。長速度較應(yīng)力快。 超過超過b點(diǎn)，應(yīng)變增長速度更快，點(diǎn)，應(yīng)變增長速度更快，試件中部出現(xiàn)平行于壓力方向的裂試件中部出現(xiàn)平行于壓力方向的裂縫，應(yīng)力很快達(dá)到了砼的抗壓強(qiáng)度縫，應(yīng)

11、力很快達(dá)到了砼的抗壓強(qiáng)度fc（c點(diǎn)）。點(diǎn)）。 應(yīng)力達(dá)到應(yīng)力達(dá)到fc后，試件承載能力下降，裂縫迅速發(fā)展。后，試件承載能力下降，裂縫迅速發(fā)展。應(yīng)力應(yīng)變曲線向下彎曲。直到凹向發(fā)生彎曲，出現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線向下彎曲。直到凹向發(fā)生彎曲，出現(xiàn)“拐點(diǎn)拐點(diǎn)”（d）點(diǎn)。）點(diǎn)。 超過超過“拐點(diǎn)拐點(diǎn)”，曲線開始凸向應(yīng)變軸，此段曲線中曲，曲線開始凸向應(yīng)變軸，此段曲線中曲率最大的一點(diǎn)率最大的一點(diǎn)e稱為稱為“收斂點(diǎn)收斂點(diǎn)”。e后的曲線為收斂段。后的曲線為收斂段。上升段上升段下降段下降段（1）受壓砼的應(yīng)力）受壓砼的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線拐點(diǎn)拐點(diǎn)收斂點(diǎn)收斂點(diǎn)fcfc：最大應(yīng)力值，軸心抗壓強(qiáng)度。最大應(yīng)力值，軸心抗壓強(qiáng)度。0：最大應(yīng)力

12、值相應(yīng)的應(yīng)變，大致為最大應(yīng)力值相應(yīng)的應(yīng)變，大致為0.002。0cucu：混凝土破壞前的最大應(yīng)變，極限壓應(yīng)變。混凝土破壞前的最大應(yīng)變，極限壓應(yīng)變?；炷帘緲?gòu)關(guān)系曲線（2）強(qiáng)度對砼的應(yīng)力）強(qiáng)度對砼的應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響應(yīng)變曲線的影響下降段：下降段： 混凝土強(qiáng)度越高，曲線下降段越陡；強(qiáng)混凝土強(qiáng)度越高，曲線下降段越陡；強(qiáng)度越低，下降段越平坦，曲線越長。度越低，下降段越平坦，曲線越長。上升段：上升段： 混凝土強(qiáng)度影響較小，強(qiáng)度越大，曲線混凝土強(qiáng)度影響較小，強(qiáng)度越大，曲線越陡，與應(yīng)力峰值點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)變越陡，與應(yīng)力峰值點(diǎn)相應(yīng)的應(yīng)變0大致為大致為0.002。 混凝土強(qiáng)度越高，曲線越陡，混凝土強(qiáng)度越高，曲線越陡，c

13、ucu越小，延性越差。越小，延性越差。（3）加載速度對砼應(yīng)力）加載速度對砼應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響應(yīng)變曲線的影響加載速度較快時(shí)，加載速度較快時(shí)，fc有所提高，曲線比較陡。有所提高，曲線比較陡。加載速度緩慢時(shí)，加載速度緩慢時(shí)，fc略有降低，曲線（尤其是下降段）平緩，略有降低，曲線（尤其是下降段）平緩， 0和和cu增大。增大。（4）砼的彈性模量和變形模量）砼的彈性模量和變形模量勻質(zhì)彈性材料勻質(zhì)彈性材料 tge混凝土混凝土 ?e00變形模量變形模量ec 混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線上任一點(diǎn)對應(yīng)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線上任一點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變之比，也稱的應(yīng)力和應(yīng)變之比，也稱“割線模量割線模量”0tgeccc隨著應(yīng)力增加而減

14、小隨著應(yīng)力增加而減小0彈性模量彈性模量ec 混凝土應(yīng)力與相應(yīng)的彈性應(yīng)混凝土應(yīng)力與相應(yīng)的彈性應(yīng)變之比，也稱變之比，也稱“原點(diǎn)切線模量原點(diǎn)切線模量”0tgececc常量常量ccee ccecccececcccee0 . 1 根據(jù)試驗(yàn)分析，影響混凝土彈性模量的諸多因根據(jù)試驗(yàn)分析，影響混凝土彈性模量的諸多因素中，最主要的是混凝土的抗壓強(qiáng)度。因此，根據(jù)素中，最主要的是混凝土的抗壓強(qiáng)度。因此，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，得出了混凝土彈性模量和其立試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，得出了混凝土彈性模量和其立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系為：方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系為：kcucfe,57 .342 . 210（6）砼的泊松比）砼的泊松比c0.150

15、.2之間，一般取之間，一般取0.2或或1/6a（5）砼受拉應(yīng)力砼受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線與混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力與混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線類似。應(yīng)變曲線類似。2、混凝土在荷載長期作用下的變形、混凝土在荷載長期作用下的變形 在長期不變荷載作用下，在長期不變荷載作用下， 混凝土變形隨時(shí)間增長的混凝土變形隨時(shí)間增長的現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為徐變徐變。（1）徐變特點(diǎn)：）徐變特點(diǎn)：（2）徐變原因：）徐變原因： 混凝土中的未晶體化的水泥凝膠體，在持續(xù)的外荷載作用下產(chǎn)生黏性流動(dòng)，混凝土中的未晶體化的水泥凝膠體，在持續(xù)的外荷載作用下產(chǎn)生黏性流動(dòng)，壓應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)移給骨料。卸載后，水泥凝膠體又恢復(fù)原狀，骨料又將應(yīng)力轉(zhuǎn)回壓應(yīng)力

16、逐漸轉(zhuǎn)移給骨料。卸載后，水泥凝膠體又恢復(fù)原狀，骨料又將應(yīng)力轉(zhuǎn)回給凝膠體。此外，混凝土內(nèi)部的裂縫不斷發(fā)展也使變形增加。給凝膠體。此外，混凝土內(nèi)部的裂縫不斷發(fā)展也使變形增加。（3）影響徐變的因素：）影響徐變的因素：1、材料（砼的組成成分）：、材料（砼的組成成分）：水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大；骨料越堅(jiān)水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大；骨料越堅(jiān)硬，彈性模量越高，徐變越小。硬，彈性模量越高，徐變越小。2、環(huán)境（養(yǎng)護(hù)、使用時(shí)的溫濕度）：、環(huán)境（養(yǎng)護(hù)、使用時(shí)的溫濕度）：養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度高，濕度大，水泥水化作用就養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度高，濕度大，水泥水化作用就充分，徐變就小。使用時(shí)處于高溫、干燥條件下，徐變將增大。充

17、分，徐變就小。使用時(shí)處于高溫、干燥條件下，徐變將增大。3、應(yīng)力：、應(yīng)力： 持續(xù)作用的應(yīng)力值越大，徐變越大。持續(xù)作用的應(yīng)力值越大，徐變越大。（3）影響徐變的因素：）影響徐變的因素：4、加載齡期：、加載齡期：5、其他：、其他：如構(gòu)件的形狀、尺寸等。如大試件內(nèi)部失水受到限制，徐變減小。如構(gòu)件的形狀、尺寸等。如大試件內(nèi)部失水受到限制，徐變減小。加載時(shí)混凝土齡期越長，硬結(jié)程度就越好，產(chǎn)生的徐變就越小，加載時(shí)混凝土齡期越長，硬結(jié)程度就越好，產(chǎn)生的徐變就越小，反之徐變越大。反之徐變越大。（4 4）徐變對結(jié)構(gòu)的影響：）徐變對結(jié)構(gòu)的影響：徐變將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利或有利的影響徐變將對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利或有利的影響qq不利：

18、由于壓區(qū)混凝土的徐變，可能使構(gòu)件的長期撓度顯著增加，降低構(gòu)件的不利：由于壓區(qū)混凝土的徐變，可能使構(gòu)件的長期撓度顯著增加，降低構(gòu)件的承載力，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中引起預(yù)應(yīng)力損失。等等。承載力，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中引起預(yù)應(yīng)力損失。等等。有利：引起構(gòu)件截面應(yīng)力重分布或內(nèi)力重分布。等等。有利：引起構(gòu)件截面應(yīng)力重分布或內(nèi)力重分布。等等。 徐變使截面中混凝土的應(yīng)徐變使截面中混凝土的應(yīng)力逐漸減小，縱向鋼筋的應(yīng)力力逐漸減小，縱向鋼筋的應(yīng)力逐漸增大，使兩種材料的強(qiáng)度逐漸增大，使兩種材料的強(qiáng)度得到充分利用。得到充分利用。3、混凝土在非荷載作用下的變形、混凝土在非荷載作用下的變形（1）結(jié)硬時(shí)的收縮與膨脹）結(jié)硬時(shí)的收縮與膨

19、脹 混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積縮小混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積縮?。ㄊ湛s）（收縮），混凝土在水中或處于飽和濕度混凝土在水中或處于飽和濕度中結(jié)硬時(shí)，體積增大中結(jié)硬時(shí)，體積增大（膨脹）膨脹）?；炷恋慕M成和養(yǎng)護(hù)的條件混凝土的組成和養(yǎng)護(hù)的條件 但與收縮量相比，混凝土的膨脹值要小得多，對結(jié)構(gòu)影響甚微，一般忽略。但與收縮量相比，混凝土的膨脹值要小得多，對結(jié)構(gòu)影響甚微，一般忽略。水泥水化引起的體積收縮、水分蒸發(fā)引起的干縮等等。水泥水化引起的體積收縮、水分蒸發(fā)引起的干縮等等。收縮引起收縮裂縫。收縮引起收縮裂縫。 防止盲目提高水泥用量和水灰比；加強(qiáng)對砼的振搗和養(yǎng)護(hù)以減小其收縮；設(shè)防止盲目提高水泥用量和水灰比；加

20、強(qiáng)對砼的振搗和養(yǎng)護(hù)以減小其收縮；設(shè)置伸縮縫、配置置伸縮縫、配置適當(dāng)適當(dāng)鋼筋等等。鋼筋等等。（2）溫度和濕度引起的變形）溫度和濕度引起的變形熱脹冷縮、濕脹干縮熱脹冷縮、濕脹干縮 當(dāng)溫（濕）度引起的變形受到約束時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生當(dāng)溫（濕）度引起的變形受到約束時(shí)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力溫度應(yīng)力，特別是在特別是在大體積混凝土大體積混凝土中。如果不采取措施可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂或破壞。中。如果不采取措施可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂或破壞。防止措施：設(shè)置伸縮縫；防止措施：設(shè)置伸縮縫；適當(dāng)配置適當(dāng)配置鋼筋等。鋼筋等。四、規(guī)范中混凝土的選擇原則四、規(guī)范中混凝土的選擇原則 在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，砼強(qiáng)度等級不應(yīng)低于在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中

21、，砼強(qiáng)度等級不應(yīng)低于c15；當(dāng)采用；當(dāng)采用hrb335級鋼筋時(shí)，砼強(qiáng)級鋼筋時(shí)，砼強(qiáng)度等級不宜低于度等級不宜低于c20；當(dāng)采用；當(dāng)采用hrb400和和rrb400級鋼筋以及對承受重復(fù)荷載的構(gòu)級鋼筋以及對承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，砼強(qiáng)度等級不得低于件，砼強(qiáng)度等級不得低于c20。預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于。預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于c30；當(dāng)采用鋼；當(dāng)采用鋼絲、鋼鉸線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，砼強(qiáng)度等級不宜低于絲、鋼鉸線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，砼強(qiáng)度等級不宜低于c40。當(dāng)采用山。當(dāng)采用山砂砼及高爐爐渣砼時(shí)，尚應(yīng)符合專門規(guī)程的規(guī)定。砂砼及高爐爐渣砼時(shí)，尚應(yīng)符合專門規(guī)程的規(guī)定。 一、鋼筋的化學(xué)成

22、分一、鋼筋的化學(xué)成分鐵鐵fe、碳、碳c和其他合金元素等。和其他合金元素等。制作鋼筋的鋼材按照化學(xué)成分分可以分為：制作鋼筋的鋼材按照化學(xué)成分分可以分為：碳素鋼碳素鋼低合金鋼低合金鋼低碳鋼（含碳量低碳鋼（含碳量0.6%） 含碳量越高，強(qiáng)度含碳量越高，強(qiáng)度越高，塑性、可焊性越高，塑性、可焊性越低越低 在碳素鋼的基礎(chǔ)上，冶煉時(shí)在碳素鋼的基礎(chǔ)上，冶煉時(shí)加入少量合金元素（如硅、錳等）加入少量合金元素（如硅、錳等）而成而成。 強(qiáng)度高、塑性好強(qiáng)度高、塑性好二、鋼筋的表面形狀二、鋼筋的表面形狀光面鋼筋光面鋼筋變形鋼筋變形鋼筋表面光滑表面光滑表面肋紋表面肋紋螺旋紋螺旋紋人字紋人字紋月牙紋月牙紋光面圓鋼筋光面圓鋼筋

23、螺旋紋鋼筋螺旋紋鋼筋人字紋鋼筋人字紋鋼筋月牙紋鋼筋月牙紋鋼筋 提高與混凝土提高與混凝土的粘結(jié)錨固能力的粘結(jié)錨固能力三、常用鋼筋的品種三、常用鋼筋的品種熱軋鋼筋熱軋鋼筋、鋼絲鋼絲、鋼絞線鋼絞線、熱處理鋼筋熱處理鋼筋等。等。d公稱直徑 a3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲熱軋鋼筋熱軋鋼筋鋼絲鋼絲鋼絞線鋼絞線用低碳鋼、普通低用低碳鋼、普通低合金鋼在高溫下軋合金鋼在高溫下軋制而成。制而成。直徑較小，有冷拉鋼絲、消直徑較小，有冷拉鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲等，外形有光面、除應(yīng)力鋼絲等，外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，一般用刻痕和螺旋肋三種，一般用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。 由多根高強(qiáng)鋼絲在絞絲機(jī)上

24、絞由多根高強(qiáng)鋼絲在絞絲機(jī)上絞合，再經(jīng)過低溫回火制成。通合，再經(jīng)過低溫回火制成。通常有二股、三股和七股鋼絞線，常有二股、三股和七股鋼絞線，用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)熱軋鋼筋熱軋鋼筋 熱軋鋼筋是用低碳鋼、普通低合金鋼等在高溫下軋制而成。根熱軋鋼筋是用低碳鋼、普通低合金鋼等在高溫下軋制而成。根據(jù)力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度）的高低，可以分為據(jù)力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度）的高低，可以分為4級：級：強(qiáng)度等級代號強(qiáng)度等級代號級別級別符號符號表面形狀表面形狀強(qiáng)度強(qiáng)度塑性塑性hpb235光面鋼筋hrb335變形鋼筋hrb400變形鋼筋rrb400變形鋼筋（1）級別）級別 熱軋鋼筋是用低碳鋼、普通低合金鋼等在高溫下軋制而成。根熱軋

25、鋼筋是用低碳鋼、普通低合金鋼等在高溫下軋制而成。根據(jù)力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度）的高低，可以分為據(jù)力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度）的高低，可以分為4級：級：強(qiáng)度等級代號強(qiáng)度等級代號級別級別符號符號特點(diǎn)特點(diǎn)用途用途hpb235hrb335hrb400rrb400（1）級別）級別一般用于樓板的受力鋼一般用于樓板的受力鋼筋和梁、柱的箍筋筋和梁、柱的箍筋一般用于鋼筋混凝土梁、一般用于鋼筋混凝土梁、柱的受力鋼筋柱的受力鋼筋應(yīng)用受到一定限制，用于預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)光面低碳鋼筋，強(qiáng)度低、塑性好低合金鋼，強(qiáng)度較高強(qiáng)度高、保留一定的塑性（2）力學(xué)性能）力學(xué)性能單向拉伸應(yīng)力單向拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線a：比例極限：比例極限b：屈服上限：屈服上

26、限bc：屈服臺(tái)階：屈服臺(tái)階d：極限抗拉強(qiáng)度：極限抗拉強(qiáng)度b 設(shè)計(jì)時(shí)取屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)取屈服強(qiáng)度fy還是還是極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度b作為設(shè)計(jì)的依作為設(shè)計(jì)的依據(jù)？為什么？據(jù)？為什么？屈服階段屈服階段強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段破壞階段破壞階段b：屈服強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度fyfyb彈性階段彈性階段頸縮頸縮 設(shè)計(jì)時(shí)取屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)取屈服強(qiáng)度b作為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的依據(jù)作為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的依據(jù) 鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度后，塑性變形鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度后，塑性變形急劇增加，構(gòu)件出現(xiàn)很大的變形和過急劇增加，構(gòu)件出現(xiàn)很大的變形和過寬的裂縫，以致構(gòu)件不能正常使用。寬的裂縫，以致構(gòu)件不能正常使用。但因?yàn)殇摻钋瓿珊?，還有一強(qiáng)化但因?yàn)殇摻钋?/p>

27、成后，還有一強(qiáng)化階段，還能繼續(xù)承受更大的荷載，此階段，還能繼續(xù)承受更大的荷載，此時(shí)構(gòu)件并未破壞。時(shí)構(gòu)件并未破壞。 極限抗拉強(qiáng)度類似于鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度類似于鋼筋的“強(qiáng)強(qiáng)度儲(chǔ)備度儲(chǔ)備”。因此，鋼筋的極限抗拉強(qiáng)。因此，鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度值不能與屈服強(qiáng)度太接近，應(yīng)與屈度值不能與屈服強(qiáng)度太接近，應(yīng)與屈服強(qiáng)度有足夠大的差值。服強(qiáng)度有足夠大的差值。v屈屈 強(qiáng)強(qiáng) 比比fy/b：反映鋼筋的反映鋼筋的強(qiáng)度強(qiáng)度儲(chǔ)備儲(chǔ)備，fy/b=0.60.7。fyb 不同級別熱軋鋼不同級別熱軋鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線熱軋鋼筋級別越高，強(qiáng)度越熱軋鋼筋級別越高，強(qiáng)度越 ，屈服平臺(tái)越，屈服平臺(tái)越 ，塑，塑性越性越 。高高差差

28、短短塑性性能塑性性能伸長率伸長率冷彎性能冷彎性能%100lll伸長率越高，塑性性能越好。伸長率越高，塑性性能越好。 冷彎直徑越小，角度冷彎直徑越小，角度越大，塑性越好。越大，塑性越好。ll把鋼筋在常溫下圍繞直徑為把鋼筋在常溫下圍繞直徑為d的輥軸彎轉(zhuǎn)的輥軸彎轉(zhuǎn)角而要求不發(fā)生裂紋。角而要求不發(fā)生裂紋。kkobocdede冷拉可提高鋼筋的屈服強(qiáng)度，但塑性降低冷拉可提高鋼筋的屈服強(qiáng)度，但塑性降低時(shí)效硬化1、冷拉僅能提高鋼筋的抗拉屈服強(qiáng)度，、冷拉僅能提高鋼筋的抗拉屈服強(qiáng)度，不能提高其抗壓屈服強(qiáng)度。不能提高其抗壓屈服強(qiáng)度。2、人工加熱時(shí)溫度不可過高，否則將、人工加熱時(shí)溫度不可過高，否則將失去冷拉效果。失去

29、冷拉效果。（3）鋼筋的冷拉和冷拔）鋼筋的冷拉和冷拔n 在拔絲機(jī)上用強(qiáng)力將鋼筋拉過硬質(zhì)合金鋼模上比鋼筋直徑稍在拔絲機(jī)上用強(qiáng)力將鋼筋拉過硬質(zhì)合金鋼模上比鋼筋直徑稍小的拔絲孔，迫使鋼筋截面縮小，長度增大。小的拔絲孔，迫使鋼筋截面縮小，長度增大。n 在拉拔過程中，鋼筋同時(shí)受到縱向拉力及橫向壓力的作用后，在拉拔過程中，鋼筋同時(shí)受到縱向拉力及橫向壓力的作用后，強(qiáng)度比原來有很大提高，但塑性降低很多。強(qiáng)度比原來有很大提高，但塑性降低很多。 冷拔可冷拔可同時(shí)提高同時(shí)提高鋼筋的鋼筋的抗拉抗拉和和抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度。中高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋中高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋 中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線強(qiáng)度較高，均中高強(qiáng)鋼

30、絲和鋼絞線強(qiáng)度較高，均無明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺(tái)階無明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺(tái)階，主要用于預(yù)，主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 熱處理鋼筋，將強(qiáng)度大致相當(dāng)于熱處理鋼筋，將強(qiáng)度大致相當(dāng)于級熱軋鋼筋的某些特定品種熱軋鋼筋通過級熱軋鋼筋的某些特定品種熱軋鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，但加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，但無明顯的屈服無明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺(tái)階點(diǎn)和屈服臺(tái)階。主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。00.2%0.2沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋硬鋼硬鋼軟鋼軟鋼 對于硬鋼，通

31、常以卸載后對于硬鋼，通常以卸載后殘余殘余應(yīng)變?yōu)閼?yīng)變?yōu)?.2%時(shí)對應(yīng)的應(yīng)力值時(shí)對應(yīng)的應(yīng)力值0.2作為作為屈服極限，稱為屈服極限，稱為“條件屈服極限條件屈服極限”，并取并取0.2=0.85b。硬鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線硬鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線1600n/mm26%四、鋼筋的連接四、鋼筋的連接 接頭的承載能力、變形性能不能比被連接的鋼筋差，接頭的存在不應(yīng)對鋼筋接頭的承載能力、變形性能不能比被連接的鋼筋差，接頭的存在不應(yīng)對鋼筋與混凝土的共同工作產(chǎn)生不利影響，還應(yīng)便于施工等。與混凝土的共同工作產(chǎn)生不利影響，還應(yīng)便于施工等。常用的連接方式：常用的連接方式：綁扎搭接綁扎搭接、焊接焊接和和機(jī)械連接機(jī)械連接搭接一定的長度并用

32、細(xì)鋼搭接一定的長度并用細(xì)鋼絲捆綁成型絲捆綁成型 通過和混凝土的粘結(jié)力來傳遞內(nèi)通過和混凝土的粘結(jié)力來傳遞內(nèi)力，因此對綁扎搭接的長度有一力，因此對綁扎搭接的長度有一定的要求定的要求 構(gòu)造簡單、施工方便、應(yīng)用廣泛構(gòu)造簡單、施工方便、應(yīng)用廣泛綁扎搭接綁扎搭接焊接工藝、方法很多：閃光對焊、焊接工藝、方法很多：閃光對焊、電弧焊等電弧焊等優(yōu)點(diǎn)：性能良好、傳力直接、節(jié)優(yōu)點(diǎn)：性能良好、傳力直接、節(jié)省鋼材、成本低省鋼材、成本低缺點(diǎn)：影響焊接質(zhì)量的因素多，缺點(diǎn)：影響焊接質(zhì)量的因素多，焊接質(zhì)量難以控制焊接質(zhì)量難以控制焊接焊接機(jī)械連接機(jī)械連接上鋼筋上鋼筋下鋼筋下鋼筋套筒（內(nèi)有套筒（內(nèi)有凹螺紋）凹螺紋）連接形式有連接形式

33、有錐螺紋套筒連接錐螺紋套筒連接、擠壓套擠壓套筒連接筒連接等等錐螺紋連接示意圖錐螺紋連接示意圖套筒套筒擠壓套筒連接示意圖擠壓套筒連接示意圖質(zhì)量穩(wěn)定可靠、操作簡單、施質(zhì)量穩(wěn)定可靠、操作簡單、施工速度快、適用范圍廣工速度快、適用范圍廣五、鋼筋砼結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求五、鋼筋砼結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求1、強(qiáng)度高、強(qiáng)度高2、塑性好（伸長率大、冷彎性能好）、塑性好（伸長率大、冷彎性能好）3、具有良好的可焊性、具有良好的可焊性4、與混凝土的粘結(jié)錨固性能良好、與混凝土的粘結(jié)錨固性能良好5、耐火性好等、耐火性好等六、鋼筋的選用原則（規(guī)范條文）六、鋼筋的選用原則（規(guī)范條文）第第4.2.1條條 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝

34、土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定選用：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級和級和hrb335級鋼筋，也可采用級鋼筋，也可采用hpb235級和級和rrb400級鋼筋；級鋼筋； 2、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。、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。 鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)是保證這兩種力學(xué)性能不同的材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)是保證這兩種力學(xué)性能不同的材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中形成整體而變形協(xié)調(diào)地共同工作的重要條件。中形成整體而變形協(xié)調(diào)地共同工作的重要條件。粘結(jié)應(yīng)力（縱向剪應(yīng)力）粘結(jié)應(yīng)力（

35、縱向剪應(yīng)力）b力力鋼筋鋼筋混凝土混凝土粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力（混凝土）（混凝土）（鋼筋）（鋼筋）粘結(jié)力的組成粘結(jié)力的組成水泥膠的膠結(jié)力水泥膠的膠結(jié)力水泥水化后產(chǎn)生在鋼筋表面產(chǎn)生的膠結(jié)力水泥水化后產(chǎn)生在鋼筋表面產(chǎn)生的膠結(jié)力摩擦力摩擦力 混凝土收縮，僅僅握裹住鋼筋，相互滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力混凝土收縮，僅僅握裹住鋼筋，相互滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力機(jī)械咬合力機(jī)械咬合力 鋼筋表面粗糙或凹凸不平，與砼產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。鋼筋表面粗糙或凹凸不平，與砼產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。平均粘結(jié)強(qiáng)度的測定平均粘結(jié)強(qiáng)度的測定拔出試驗(yàn)拔出試驗(yàn)dlpudlpu影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素砼的強(qiáng)度等級砼的強(qiáng)度等級鋼筋的表面形狀鋼筋的表面形狀鋼

36、筋周圍混凝土厚度鋼筋周圍混凝土厚度混凝土強(qiáng)度等級越高，粘結(jié)強(qiáng)度也越高混凝土強(qiáng)度等級越高，粘結(jié)強(qiáng)度也越高變形鋼筋比光面鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度高變形鋼筋比光面鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度高鋼筋外混凝土要有足夠的厚度（不小于鋼筋直徑）鋼筋外混凝土要有足夠的厚度（不小于鋼筋直徑）鋼筋的受力情況鋼筋的受力情況鋼筋受壓時(shí)粘結(jié)強(qiáng)度高于鋼筋受拉時(shí)鋼筋受壓時(shí)粘結(jié)強(qiáng)度高于鋼筋受拉時(shí)保證鋼筋和砼粘結(jié)的措施保證鋼筋和砼粘結(jié)的措施鋼筋的錨固鋼筋的錨固鋼筋的彎鉤鋼筋的彎鉤鋼筋綁扎搭接鋼筋綁扎搭接砼保護(hù)層厚度砼保護(hù)層厚度111-1cc鋼筋和混凝土粘結(jié)的要求鋼筋和混凝土粘結(jié)的要求構(gòu)件的耐久性要求構(gòu)件的耐久性要求cd附表附表4-8混凝土保護(hù)層的作用

37、？混凝土保護(hù)層的作用？保證鋼筋和混凝土的可靠粘結(jié)；保證鋼筋和混凝土的可靠粘結(jié)；保護(hù)鋼筋不過早銹蝕。保護(hù)鋼筋不過早銹蝕。dffltya鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變稱為鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變稱為 ，它標(biāo)志鋼筋的塑性性能。，它標(biāo)志鋼筋的塑性性能。 在以下關(guān)于鋼筋塑性的說法中，（在以下關(guān)于鋼筋塑性的說法中，（ ）是正確的。）是正確的。a熱軋鋼筋強(qiáng)度越高，塑性越好熱軋鋼筋強(qiáng)度越高，塑性越好b冷彎試驗(yàn)中，輥軸直徑越大，鋼筋塑性越好冷彎試驗(yàn)中，輥軸直徑越大，鋼筋塑性越好c鋼絲的塑性比熱軋鋼筋好鋼絲的塑性比熱軋鋼筋好d冷彎性能能反映鋼筋塑性冷彎性能能反映鋼筋塑性 按其表面形狀來說，熱軋按其表面形狀來說，熱軋級鋼筋為級鋼筋為 鋼

38、筋，鋼筋，熱軋熱軋級鋼筋為級鋼筋為 鋼筋鋼筋 。對于沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，在設(shè)計(jì)中一般取對于沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，在設(shè)計(jì)中一般取 的應(yīng)力值的應(yīng)力值作其作其“條件屈服極限條件屈服極限”。熱軋鋼筋的含碳量越低，則（熱軋鋼筋的含碳量越低，則（ ）。）。a屈服臺(tái)階越長，伸長率越大，塑性越好，強(qiáng)度越高屈服臺(tái)階越長，伸長率越大，塑性越好，強(qiáng)度越高b屈服臺(tái)階越短，伸長率越小，塑性越差，強(qiáng)度越低屈服臺(tái)階越短，伸長率越小，塑性越差，強(qiáng)度越低c屈服臺(tái)階越短，伸長率越小，塑性越差，強(qiáng)度越高屈服臺(tái)階越短，伸長率越小，塑性越差，強(qiáng)度越高d屈服臺(tái)階越長，伸長率越大，塑性越好，強(qiáng)度越低屈服臺(tái)階越長，伸長率越大，塑性越好，強(qiáng)度越低熱軋鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線可分為熱軋鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線可分為 個(gè)階段。個(gè)階段。伸長率伸長率d光面光面變形變形殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%0.2%時(shí)時(shí)d四四混凝土各種強(qiáng)度指標(biāo)的數(shù)值大小次序是（混凝土各種強(qiáng)度指標(biāo)的數(shù)值大小次序是（