第2章鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能—周勇

1、制制 作作 人人 ：周：周 勇勇 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology2.1.1 鋼筋的品種與級(jí)別鋼筋的品種與級(jí)別2.1鋼筋鋼筋消除應(yīng)力鋼絲2.1 建筑中常用鋼材種類熱軋鋼筋中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋鋼絞線余熱處理鋼筋Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u 熱軋鋼筋是由低碳鋼、普通低合金鋼或細(xì)晶粒鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成，有明顯的屈服點(diǎn)和流

2、幅，斷裂時(shí)有“頸縮”現(xiàn)象，伸長(zhǎng)率比較大。按其強(qiáng)度由低到高分為HPB300級(jí)、HRB335級(jí)、 HRBF335級(jí)、HRB400級(jí)、HRBF400級(jí)、RRB400級(jí)、 HRB500級(jí)和 HRBF500級(jí)。u 冷加工鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中也有一定的應(yīng)用，它是將某些熱軋光面鋼筋（稱為母材）經(jīng)冷拉、冷拔或冷軋、冷扭等工藝進(jìn)行加工而得到的直徑較細(xì)的光面或變形鋼筋，有冷拉鋼筋、冷拔鋼筋、冷軋帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋。熱軋鋼筋經(jīng)冷加工后強(qiáng)度提高，但是鋼筋的塑性（伸長(zhǎng)率）明顯降低，因此冷加工鋼筋主要用于對(duì)延性要求不高的板類構(gòu)件，或作為非受力構(gòu)造鋼筋。 近年來，我國強(qiáng)度高，性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋(鋼絲、鋼絞線)已可充分供應(yīng)，

3、故冷加工鋼筋不再列入冷加工鋼筋不再列入20102010版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，工程應(yīng)用時(shí)可按相關(guān)的冷加工鋼筋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，比如冷軋扭鋼筋混凝土構(gòu)件技術(shù)規(guī)程冷軋扭鋼筋混凝土構(gòu)件技術(shù)規(guī)程（JGJ115-2006）。）。 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u鋼絲是由熱軋鋼筋經(jīng)冷拔而成，根據(jù)強(qiáng)度不同又分為中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋，故鋼絲有：中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲 光面PM、螺旋肋HM預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（精扎螺紋粗鋼筋：18mm、25mm、32mm、40mm、50mm）

4、 螺紋T 消除應(yīng)力鋼絲 光面P 、螺旋肋H鋼絞線 三股或七股 S u上述鋼筋主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)上述鋼筋主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)用時(shí)注意其極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。用時(shí)注意其極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u余熱處理鋼筋由軋制鋼筋經(jīng)高溫淬水，余熱處理后提高強(qiáng)度。其延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性降低，一般可用于對(duì)變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件一般可用于對(duì)變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件中，如基礎(chǔ)、大體積混凝土、樓板、墻體以及次要的中中，如基礎(chǔ)、大

5、體積混凝土、樓板、墻體以及次要的中小結(jié)構(gòu)構(gòu)件等。小結(jié)構(gòu)構(gòu)件等。 光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology HPB 熱軋光面鋼筋，橋梁規(guī)范用熱軋光面鋼筋，橋梁規(guī)范用R表示；表示； HRB 普通低合金熱軋?jiān)卵兰y變形鋼筋；普通低合金熱軋?jiān)卵兰y變形鋼筋； HRBF 細(xì)晶粒熱軋?jiān)卵兰y變形鋼筋；細(xì)晶粒熱軋?jiān)卵兰y變形鋼筋； RRB 余熱處理月牙紋變形鋼筋，橋梁規(guī)范用余熱處理月牙紋變形鋼筋，橋梁規(guī)范用KL表示。表示。v熱

6、軋鋼筋（熱軋鋼筋（2002版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）400840RRB400(K20MnSi)400650HRB400(20MnSiV, 20MnSiNb,20MnTi)335650HRB335(20MnSi)235620HPB235(Q235)fyk/(N/mm2)d/(mm)符號(hào)符號(hào)種種 類類Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能v熱軋鋼筋（熱軋鋼筋（2010版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混

7、凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能v普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（2010版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能v預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（2010版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能v熱軋鋼筋（熱軋鋼筋（2010對(duì)對(duì)2002版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂）的修訂） 根

8、據(jù)鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修改，不再限制鋼筋材料的化學(xué)成分和根據(jù)鋼筋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的修改，不再限制鋼筋材料的化學(xué)成分和制作工藝，而按性能確定鋼筋的牌號(hào)和強(qiáng)度級(jí)別，并以相應(yīng)制作工藝，而按性能確定鋼筋的牌號(hào)和強(qiáng)度級(jí)別，并以相應(yīng)的符號(hào)表達(dá)。的符號(hào)表達(dá)。 本次修訂根據(jù)本次修訂根據(jù)“四節(jié)一環(huán)保四節(jié)一環(huán)?！钡囊螅岢珣?yīng)用高強(qiáng)、高性的要求，提倡應(yīng)用高強(qiáng)、高性能鋼筋。根據(jù)混凝土構(gòu)件對(duì)受力的性能要求，規(guī)定了各種牌能鋼筋。根據(jù)混凝土構(gòu)件對(duì)受力的性能要求，規(guī)定了各種牌號(hào)鋼筋的選用原則。號(hào)鋼筋的選用原則。u 1 增加強(qiáng)度為增加強(qiáng)度為500MPa級(jí)的熱軋帶肋鋼筋；推廣級(jí)的熱軋帶肋鋼筋；推廣400、500MPa級(jí)高強(qiáng)熱軋帶肋鋼筋作為縱

9、向受力的主導(dǎo)鋼筋；限級(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)備逐步淘汰制并準(zhǔn)備逐步淘汰335MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用；用級(jí)熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用；用300MPa級(jí)光圓鋼筋取代級(jí)光圓鋼筋取代235MPa級(jí)光圓鋼筋。在規(guī)范的過渡級(jí)光圓鋼筋。在規(guī)范的過渡期及對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，期及對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，235MPa級(jí)光圓鋼筋的設(shè)計(jì)值級(jí)光圓鋼筋的設(shè)計(jì)值仍按原規(guī)范取值。仍按原規(guī)范取值。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u 2 推廣具有較好的延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適推廣具有較好的延性、可焊

10、性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性的應(yīng)性的HRB系列普通熱軋帶肋鋼筋。列入采用控溫軋制工藝系列普通熱軋帶肋鋼筋。列入采用控溫軋制工藝生產(chǎn)的生產(chǎn)的HRBF系列細(xì)晶粒帶肋鋼筋。系列細(xì)晶粒帶肋鋼筋。u 3 RRB系列余熱處理鋼筋由軋制鋼筋經(jīng)高溫淬水，余熱處系列余熱處理鋼筋由軋制鋼筋經(jīng)高溫淬水，余熱處理后提高強(qiáng)度。其延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)理后提高強(qiáng)度。其延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性降低，一般可用于對(duì)變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件性降低，一般可用于對(duì)變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件中，如基礎(chǔ)、大體積混凝土、樓板、墻體以及次要的中小結(jié)中，如基礎(chǔ)、大體積混凝土、樓板、墻體以及次要的中小結(jié)

11、構(gòu)構(gòu)件等。構(gòu)構(gòu)件等。u 4 增加預(yù)應(yīng)力筋的品種：增補(bǔ)高強(qiáng)、大直徑的鋼絞線；列增加預(yù)應(yīng)力筋的品種：增補(bǔ)高強(qiáng)、大直徑的鋼絞線；列入大直徑預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋入大直徑預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋(精軋螺紋鋼筋精軋螺紋鋼筋)；列入中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)；列入中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲以補(bǔ)充中等強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力筋的空缺，用于中、小跨度的力鋼絲以補(bǔ)充中等強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力筋的空缺，用于中、小跨度的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件；淘汰錨固性能很差的刻痕鋼絲。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件；淘汰錨固性能很差的刻痕鋼絲。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u5 箍筋用于抗剪、抗扭及抗沖切設(shè)計(jì)時(shí)，其抗拉強(qiáng)度設(shè)箍筋

12、用于抗剪、抗扭及抗沖切設(shè)計(jì)時(shí)，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值收到限制，不宜采用強(qiáng)度高于計(jì)值收到限制，不宜采用強(qiáng)度高于400MPa級(jí)的鋼筋。級(jí)的鋼筋。當(dāng)用于約束混凝土的間接配筋當(dāng)用于約束混凝土的間接配筋(如連續(xù)螺旋配箍或封閉如連續(xù)螺旋配箍或封閉焊接箍焊接箍)時(shí)，其高強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，采用時(shí)，其高強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，采用500MPa級(jí)鋼筋具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。級(jí)鋼筋具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。u6 近年來，我國強(qiáng)度高，性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋近年來，我國強(qiáng)度高，性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋(鋼絲、鋼絲、鋼絞線鋼絞線)已可充分供應(yīng)，已可充分供應(yīng)，故冷加工鋼筋不再列入本規(guī)范故冷加工鋼筋不再列入本規(guī)范。u 7 原規(guī)范中有關(guān)軸心受拉和小偏

13、心受拉構(gòu)件中的抗拉強(qiáng)原規(guī)范中有關(guān)軸心受拉和小偏心受拉構(gòu)件中的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的注刪去，這是由于采用裂縫寬度計(jì)算控制，度設(shè)計(jì)取值的注刪去，這是由于采用裂縫寬度計(jì)算控制，無須再限制強(qiáng)度值了。無須再限制強(qiáng)度值了。 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能 注意常用普通鋼筋的選用原則：注意常用普通鋼筋的選用原則：u1 縱向受力普通鋼筋宜采用縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋，也可采用鋼筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400鋼筋；鋼筋

14、；u2 梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋；鋼筋；u3 箍筋宜采用箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋，也可采用鋼筋，也可采用HRB335、HRBF335鋼筋；鋼筋；u4 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。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。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能2.1.2 鋼筋的強(qiáng)度與變形鋼筋的強(qiáng)度與變形 鋼筋的 曲線lP

15、PAAPllLanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能比例極限屈服強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度o(N/mm2)fyfted流幅abc0.2% 0.2(N/mm2)ooa彈性階段a比例極限b屈服強(qiáng)度cd強(qiáng)化階段d極限抗拉強(qiáng)度de 頸縮階段 0.2條件屈服強(qiáng)度Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u由力學(xué)性能不同分成：由力學(xué)性能不同分成：軟鋼軟鋼：有明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(熱軋鋼筋、冷拉鋼筋)硬鋼硬鋼：無明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(高強(qiáng)鋼絲

16、、余熱處理鋼筋)u鋼筋力學(xué)性能指標(biāo)：鋼筋力學(xué)性能指標(biāo)：對(duì)于有明顯屈服臺(tái)階的軟鋼取屈服強(qiáng)度 fy 作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)于無明顯屈服臺(tái)階的硬鋼取條件屈服強(qiáng)度 0.2作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。強(qiáng)屈比：強(qiáng)屈比：反映鋼筋的反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，在抗震結(jié)強(qiáng)度儲(chǔ)備，在抗震結(jié)構(gòu)中考慮到鋼筋可能構(gòu)中考慮到鋼筋可能進(jìn)入強(qiáng)化階段，要求進(jìn)入強(qiáng)化階段，要求fu/fy不小于不小于1.25。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能取相應(yīng)于殘余應(yīng)變 = 0.2%

17、時(shí)的應(yīng)力 0.2作為名義屈服點(diǎn)。常取 0.2=0.85 fu。伸長(zhǎng)率：（：（2002版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）0.2的定義：1510100100%510100m mlllldldl l1ld:同一根鋼筋同一根鋼筋上述伸長(zhǎng)率只反映斷口附近殘留變形大小，不反映上述伸長(zhǎng)率只反映斷口附近殘留變形大小，不反映鋼筋總伸長(zhǎng)率情況。鋼筋總伸長(zhǎng)率情況。105Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋在最大力下的總伸長(zhǎng)率（均勻伸長(zhǎng)率）：（：（2002版版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范）

18、0gt0100%bsLLLE 上式中上式中第一項(xiàng)第一項(xiàng)反映了鋼筋的塑性殘余變形，反映了鋼筋的塑性殘余變形，第二項(xiàng)第二項(xiàng)反映了鋼筋在最大拉應(yīng)力下的彈性變形。反映了鋼筋在最大拉應(yīng)力下的彈性變形。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋的徐變和松弛：鋼筋的徐變和松弛：徐變應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)變繼續(xù)增加松弛長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)力降低對(duì)結(jié)構(gòu)，尤對(duì)結(jié)構(gòu)，尤其是預(yù)應(yīng)力其是預(yù)應(yīng)

19、力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響，不利的影響，需采取必要需采取必要的措施的措施Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能冷彎性能：彎心直徑冷彎角度 鋼筋的冷彎性能是檢驗(yàn)鋼筋韌性、內(nèi)部質(zhì)量和加工可鋼筋的冷彎性能是檢驗(yàn)鋼筋韌性、內(nèi)部質(zhì)量和加工可適性的有效方法。適性的有效方法。 鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。 =90,180 ,反復(fù)彎曲反復(fù)彎曲要要求：冷彎過程中無裂縫、鱗求：冷彎過程中無裂縫、鱗落或斷裂。落或斷裂。D 愈小，要求愈高。愈小，要求愈高。反復(fù)次數(shù)愈高，要求愈

20、高。反復(fù)次數(shù)愈高，要求愈高。DdLanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋的疲勞：鋼筋的疲勞：鋼筋的疲勞強(qiáng)度：鋼筋的疲勞強(qiáng)度：影響鋼筋疲勞強(qiáng)度的因素：影響鋼筋疲勞強(qiáng)度的因素： 鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動(dòng)荷載作用下，經(jīng)鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過一定的次數(shù)后，從塑性破壞變成脆性破壞的現(xiàn)象。過一定的次數(shù)后，從塑性破壞變成脆性破壞的現(xiàn)象。吊車梁、橋面板、軌枕等承受重復(fù)荷載的混凝土構(gòu)吊車梁、橋面板、軌枕等承受重復(fù)荷載的混凝土構(gòu)件，在正常使用期間會(huì)由于疲勞而發(fā)生破壞。件，在正常使用期間會(huì)由于疲勞而

21、發(fā)生破壞。 指在某一規(guī)定的應(yīng)力幅內(nèi)，經(jīng)受一定次數(shù)（我指在某一規(guī)定的應(yīng)力幅內(nèi)，經(jīng)受一定次數(shù)（我國規(guī)定為國規(guī)定為200萬次）循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大萬次）循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。應(yīng)力值。 疲勞應(yīng)力幅、最小應(yīng)力值的大小、鋼筋外表面疲勞應(yīng)力幅、最小應(yīng)力值的大小、鋼筋外表面幾何形狀、鋼筋直徑、鋼筋強(qiáng)度、試驗(yàn)方法等。幾何形狀、鋼筋直徑、鋼筋強(qiáng)度、試驗(yàn)方法等。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能2.1.3 鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型sss=Essys,hfysss=Es

22、sys,hfyfs,us,us,usss=Essyfys,hfs,u有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能1.22.1.4 鋼筋的冷加工性能鋼筋的冷加工性能l 冷加工的方法冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷軋。l 冷加工的目的冷加工的目的：改變鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高鋼材強(qiáng)度，節(jié)約鋼筋。l 注意冷加工對(duì)鋼材性能的影響。(a) 為冷拉，可采用冷拉控制應(yīng)力和冷拉率控制。為冷拉，可采用冷拉控制應(yīng)力和冷拉率控制。冷拉后可冷拉后可提高鋼材的抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，且塑性下降。提高鋼材的抗拉

23、強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，且塑性下降。(b) 為冷拔，經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅，為冷拔，經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅，可可同時(shí)提高鋼材的抗拉和抗壓強(qiáng)度，塑性降低很多。同時(shí)提高鋼材的抗拉和抗壓強(qiáng)度，塑性降低很多。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能o冷拉控制應(yīng)力(N/mm2)冷拉率殘余變形oabccdd冷拉無時(shí)效冷拉經(jīng)時(shí)效(a)(b)d1d2Pd2d1Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能2.

24、1.5 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求 1）強(qiáng)度高強(qiáng)度高（包括屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度），（包括屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度），要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度和適宜的強(qiáng)屈比和適宜的強(qiáng)屈比(極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值)，推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用500MPa級(jí)或級(jí)或400MPa級(jí)強(qiáng)度高、延性好的熱軋鋼筋，在預(yù)級(jí)強(qiáng)度高、延性好的熱軋鋼筋，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中推廣應(yīng)用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。鋼筋。2）塑性好塑性好：要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力，具體用均勻伸長(zhǎng)率滿：要求鋼

25、筋應(yīng)有足夠的變形能力，具體用均勻伸長(zhǎng)率滿足要求和冷彎性能合格來衡量。足要求和冷彎性能合格來衡量。 施工單位驗(yàn)收鋼筋是否合格的的主要指標(biāo)為：對(duì)有明顯屈服點(diǎn)施工單位驗(yàn)收鋼筋是否合格的的主要指標(biāo)為：對(duì)有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋為屈服強(qiáng)度的鋼筋為屈服強(qiáng)度fy，極限抗拉強(qiáng)度，極限抗拉強(qiáng)度fu，伸長(zhǎng)率和冷彎性能四項(xiàng)；而，伸長(zhǎng)率和冷彎性能四項(xiàng)；而對(duì)無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋則為極限抗拉強(qiáng)度對(duì)無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋則為極限抗拉強(qiáng)度fu，伸長(zhǎng)率和冷彎性能三，伸長(zhǎng)率和冷彎性能三項(xiàng)。項(xiàng)。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能 3）可焊性好可焊

26、性好：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，焊接接頭性能良好。焊接接頭性能良好。 4）與混凝土有良好的粘結(jié)力與混凝土有良好的粘結(jié)力：要求鋼筋與混凝土之間有足：要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力，以保證兩者共同工作。夠的粘結(jié)力，以保證兩者共同工作。焊接彎折光面變形變形鋼筋比光面鋼筋好變形鋼筋比光面鋼筋好Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能2.2混凝土混凝土混凝土的組份：水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不同等級(jí)的砼。骨 料水泥結(jié)晶體水泥凝膠體彈性變形的基礎(chǔ)塑性變

27、形的基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度及變形混凝土的強(qiáng)度及變形隨時(shí)間、隨環(huán)境的變隨時(shí)間、隨環(huán)境的變化而變化。化而變化。 特點(diǎn)特點(diǎn):1）以固相為主，包含固體、液體、氣體的）以固相為主，包含固體、液體、氣體的三相體；三相體；2）水化過程長(zhǎng)，性能要很長(zhǎng)時(shí)間才穩(wěn)定；）水化過程長(zhǎng)，性能要很長(zhǎng)時(shí)間才穩(wěn)定； 3）水泥石收縮可形成微裂縫；）水泥石收縮可形成微裂縫；4）受制作、養(yǎng)護(hù)、使用條件影響大。）受制作、養(yǎng)護(hù)、使用條件影響大。 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能2.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度（1） 立方體的抗壓強(qiáng)度 fcu

28、（評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)（評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)）的標(biāo)準(zhǔn)）1. 單軸受力狀態(tài)下的單軸受力狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度v立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度（強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)） 1.標(biāo)準(zhǔn)尺寸：標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150mm150mm150mm 2.養(yǎng)護(hù)條件：養(yǎng)護(hù)條件：20 3，濕度，濕度90%；28d 3.加荷方法：加荷速度加荷方法：加荷速度0.150.25MPa/s，墊板，墊板不涂油或墊橡膠板。不涂油或墊橡膠板。 4.強(qiáng)度保證率：強(qiáng)度保證率：95% ，f = -1.645 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能承壓板試塊摩擦

29、力不涂潤(rùn)滑劑涂潤(rùn)滑劑強(qiáng)度大于我國規(guī)范的處理方法：我國規(guī)范的處理方法：不涂潤(rùn)滑劑不涂潤(rùn)滑劑u壓 力壓 力 試 件試 件裂縫發(fā)展裂縫發(fā)展擴(kuò)張擴(kuò)張整個(gè)體整個(gè)體系解體，喪失系解體，喪失承載力承載力u另 影 響 強(qiáng) 度另 影 響 強(qiáng) 度的因素還有：的因素還有：齡期、加載速齡期、加載速率、試塊尺寸率、試塊尺寸等等試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)試塊：150150 150非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100100 100 換算系數(shù) 0.95 200200 200 換算系數(shù) 1.05立方體抗壓強(qiáng)度fcul

30、立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)，我國規(guī)范混凝立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)，我國規(guī)范混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有：土的強(qiáng)度等級(jí)有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60, C65，C70，C75，C80 (高強(qiáng)混凝土）高強(qiáng)混凝土），共，共14個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。 表示混凝土表示混凝土Concrete立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度CConcrete,單位：?jiǎn)挝唬篘/mm2或或MPa。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u影響立方體抗壓強(qiáng)度的因素：內(nèi)因：內(nèi)因：

31、如強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)、骨料品種、配合比等。外因：外因：試驗(yàn)方法（箍套）、溫度、濕度、試件尺寸。由于尺寸效應(yīng)尺寸效應(yīng)的影響：fcu(150) = 0.95 fcu(100) fcu(150) = 1.05 fcu(200)注意問題：注意問題：u混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的主要是利用它的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)是用立方體抗壓強(qiáng)度來劃分的。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是用立方體抗壓強(qiáng)度來劃分的。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物

32、理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用原則混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用原則v 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中 素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15； 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20； 采用強(qiáng)度等采用強(qiáng)度等級(jí)級(jí)400MPa及及以上的鋼筋時(shí)，混凝土等級(jí)以上的鋼筋時(shí)，混凝土等級(jí) 強(qiáng)度不應(yīng)低于強(qiáng)度不應(yīng)低于C25。 v 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40，不應(yīng)低于，不應(yīng)低于C30。 當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時(shí)，不宜低于當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、

33、熱處理鋼筋時(shí)，不宜低于C40。 v 承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí) 不應(yīng)低于不應(yīng)低于C30。 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能補(bǔ)充：補(bǔ)充： 混凝土的選用原則混凝土的選用原則混凝土的強(qiáng)度等級(jí)對(duì)鋼筋混凝土的抗震性能是有影響的：混凝土的強(qiáng)度等級(jí)對(duì)鋼筋混凝土的抗震性能是有影響的：（1）強(qiáng)度等級(jí)低的混凝土，由于它與鋼筋之間的握裹能力強(qiáng)度等級(jí)低的混凝土，由于它與鋼筋之間的握裹能力小而易使鋼筋受力后引起滑移，影響構(gòu)件變形能力的增長(zhǎng)；小而易使鋼筋受力后引

34、起滑移，影響構(gòu)件變形能力的增長(zhǎng)；（2）若混凝土的強(qiáng)度等級(jí)過高而又無相應(yīng)措施時(shí)，則混凝若混凝土的強(qiáng)度等級(jí)過高而又無相應(yīng)措施時(shí)，則混凝土脆性明顯；土脆性明顯；（3）對(duì)對(duì)于于C50以以上的高強(qiáng)度混凝土宜通過適當(dāng)?shù)呐浣顦?gòu)造措上的高強(qiáng)度混凝土宜通過適當(dāng)?shù)呐浣顦?gòu)造措施，合理地提高配筋率等辦法來增大構(gòu)件的延性。施，合理地提高配筋率等辦法來增大構(gòu)件的延性。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology（2）軸心抗壓強(qiáng)度 fc 按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mml50mm

35、300mm的棱柱體試件，在溫度為20土3和相對(duì)濕度為90以上的條件下養(yǎng)護(hù)28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95保證率的抗壓強(qiáng)度 。對(duì)于同一混凝土，棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度。 考慮到實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)和受力情況，實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度與試件強(qiáng)度之間存在差異，規(guī)范基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能fcu,k立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級(jí)立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu。高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)

36、混凝土的脆性影響的脆性影響系數(shù)系數(shù) ckc1c2cu,k0.88ff 混凝土強(qiáng)度與試混凝土強(qiáng)度與試塊混凝土強(qiáng)度的塊混凝土強(qiáng)度的 修正系數(shù)修正系數(shù)混凝土軸心抗壓混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度之比值壓強(qiáng)度之比值混混凝土凝土強(qiáng)度等強(qiáng)度等級(jí)級(jí)C40C45C50C55C60C65C70C75C80 c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82 c21.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87 c1 和和 c2 值值Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)

37、性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)試件：對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)試件：非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100100 300 換算系數(shù) 0.95 200200 400 換算系數(shù) 1.05l對(duì)國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的對(duì)國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的圓柱體試件（圓柱體試件（d=150, h=300），），有有fc=0.79fcu 圓柱體抗壓強(qiáng)度圓柱體抗壓強(qiáng)度Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能u我國建筑工程實(shí)際應(yīng)用的混凝土強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度均低于發(fā)達(dá)國家。我國建筑工程實(shí)際應(yīng)用的混凝土強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度均低于發(fā)

38、達(dá)國家。我國結(jié)構(gòu)安全度總體上比國際水平低，但材料用量并不少，其原因在我國結(jié)構(gòu)安全度總體上比國際水平低，但材料用量并不少，其原因在于國際上較高的安全度是依靠較高強(qiáng)度的材料實(shí)現(xiàn)的。于國際上較高的安全度是依靠較高強(qiáng)度的材料實(shí)現(xiàn)的。C15級(jí)的低強(qiáng)級(jí)的低強(qiáng)度混凝土僅限于素混凝土結(jié)構(gòu)，各種配筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等度混凝土僅限于素混凝土結(jié)構(gòu)，各種配筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)也普遍稍有提高。級(jí)也普遍稍有提高。u C80以上的高強(qiáng)混凝土，目前雖偶有工程應(yīng)用但數(shù)量很少，且對(duì)其以上的高強(qiáng)混凝土，目前雖偶有工程應(yīng)用但數(shù)量很少，且對(duì)其性能的研究尚不夠，故暫未列入。性能的研究尚不夠，故暫未列入。 u修訂規(guī)范還刪除了

39、修訂規(guī)范還刪除了02版規(guī)范表注中受壓構(gòu)件尺寸效應(yīng)的規(guī)定。該規(guī)版規(guī)范表注中受壓構(gòu)件尺寸效應(yīng)的規(guī)定。該規(guī)定源于前蘇聯(lián)規(guī)范，最近俄羅斯規(guī)范已經(jīng)取消。對(duì)離心混凝土的強(qiáng)度定源于前蘇聯(lián)規(guī)范，最近俄羅斯規(guī)范已經(jīng)取消。對(duì)離心混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)按專門的標(biāo)準(zhǔn)取用，也不再列入設(shè)計(jì)值，應(yīng)按專門的標(biāo)準(zhǔn)取用，也不再列入。 Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology2. 軸心軸心抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多，為抗壓強(qiáng)度 ，且不與抗壓強(qiáng)度成正比且不與

40、抗壓強(qiáng)度成正比。測(cè)試方法：測(cè)試方法：111020n直接測(cè)試方法n間接測(cè)試方法(彎折，劈裂)Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology直接受拉試驗(yàn)ft100100150150500試驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)結(jié)果： ft=0.26fcu 2/3考慮到構(gòu)件和試件考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，尺寸效應(yīng)，的區(qū)別，尺寸效應(yīng)，加荷速度等的影響，加荷速度等的影響，規(guī)范取規(guī)范?。?.550.45tk2cu,k0.880.395(1 1.645 )cff軸心抗拉強(qiáng)度與軸心抗拉強(qiáng)度

41、與立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度的折算系數(shù)的折算系數(shù) 試驗(yàn)離散性的試驗(yàn)離散性的影響系數(shù)影響系數(shù) 試驗(yàn)離散試驗(yàn)離散性系數(shù)性系數(shù) Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能上式中的系數(shù)上式中的系數(shù)0.395和指數(shù)和指數(shù)0.55是根據(jù)原規(guī)范確是根據(jù)原規(guī)范確定抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)再加上我國近年來對(duì)高強(qiáng)混凝定抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)再加上我國近年來對(duì)高強(qiáng)混凝土研究的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進(jìn)行分析后得到的。土研究的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進(jìn)行分析后得到的。fcu,kC15C20C25C30C35C40C45C50 C55C60 C80 0.21

42、0.180.160.140.130.120.120.110.10混凝土立方體強(qiáng)度變異系數(shù)混凝土立方體強(qiáng)度變異系數(shù)值值Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能劈裂試驗(yàn)ft,sdlFfts2ddftsFFFFn我國根據(jù)我國根據(jù)100mm立立方體的劈裂與抗壓方體的劈裂與抗壓試驗(yàn)結(jié)果有：試驗(yàn)結(jié)果有：n fts=0.19fcu 3/4 混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度可以采用直接軸心受拉的試驗(yàn)方混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度可以采用直接軸心受拉的試驗(yàn)方法來測(cè)定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱法來測(cè)定，但由于試驗(yàn)比較困難，目

43、前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測(cè)試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測(cè)試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology3. 混凝土在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度強(qiáng)度（1）混凝土的雙向受力強(qiáng)度混凝土的雙向受力強(qiáng)度 雙向正應(yīng)力作用(如圖)1, 2 (壓壓) 強(qiáng)度增加1, 2 (拉壓) 強(qiáng)度降低1, 2 (拉拉) 強(qiáng)度基本不變6 . 04 . 02 . 00 . 12 . 18 . 0

44、4 . 02 . 06 . 08 . 00 . 12 . 12112c2/ fc1/ fc227. 1f21221c1.15fc127. 1maxf210.501 . 0Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology1.2（2）混凝土在法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用下的復(fù)合強(qiáng)度混凝土在法向應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用下的復(fù)合強(qiáng)度拉拉-剪：抗剪強(qiáng)度隨拉應(yīng)力而降低；剪：抗剪強(qiáng)度隨拉應(yīng)力而降低；壓壓-剪：當(dāng)剪：當(dāng) 時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大；時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高

45、而增大； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，內(nèi)部裂縫增加，抗剪強(qiáng)度隨壓時(shí)，內(nèi)部裂縫增加，抗剪強(qiáng)度隨壓 應(yīng)力的增加而降低。應(yīng)力的增加而降低。 6 . 0/cf6 . 0/cf注意：注意：構(gòu)件受構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常剪或受扭時(shí)常遇到剪應(yīng)力遇到剪應(yīng)力t t 和正應(yīng)力和正應(yīng)力 共共同作用下的復(fù)同作用下的復(fù)合受力情況。合受力情況。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology（3）混凝土三向受壓強(qiáng)度混凝土三向受壓強(qiáng)度注意：注意：三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍三軸應(yīng)力

46、狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗(yàn)一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。驗(yàn)一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。12: cf抗 壓 強(qiáng) 度 提 高工程應(yīng)用：約束混凝土鋼管砼密配螺旋箍筋2002= 50N/mm235N/mm212210N/mm215010050051015202512(N/mm2)1 ()Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technol

47、ogyu 三向三向受壓時(shí)，受壓時(shí)，強(qiáng)度增加，強(qiáng)度增加，其最高強(qiáng)其最高強(qiáng)度不宜超度不宜超過單軸抗過單軸抗壓強(qiáng)度的壓強(qiáng)度的5倍。倍。n縱向受壓的混凝土，若約束混凝土的側(cè)向變形，也可以使混凝土的抗縱向受壓的混凝土，若約束混凝土的側(cè)向變形，也可以使混凝土的抗壓強(qiáng)度有較大提高。通過此點(diǎn)理解工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件中配置箍筋的作用。壓強(qiáng)度有較大提高。通過此點(diǎn)理解工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件中配置箍筋的作用。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology（4） 混凝土的疲勞混凝土的疲勞強(qiáng)

48、度強(qiáng)度破壞重復(fù)荷載下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線fcf321疲勞強(qiáng)度 0.5fc當(dāng)c 0.8fc ，徐變發(fā)展最終導(dǎo)致破壞作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。 0.8fc徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：使構(gòu)件變形增大；使構(gòu)件變形增大；在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加，在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加， 混凝土應(yīng)力減?。换炷翍?yīng)力減??；在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，引起預(yù)應(yīng)力損失；在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，引起預(yù)應(yīng)力損失；在超靜定結(jié)構(gòu)中，使內(nèi)力發(fā)生重分布。在超靜定結(jié)構(gòu)中，使內(nèi)力發(fā)生重分布。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)軸壓構(gòu)件的影

49、響徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)軸壓構(gòu)件的影響PAsPAs s1c1Ps2As s2P拆 去 ， 鋼拆 去 ， 鋼筋受壓，混筋受壓，混凝土受拉，凝土受拉，可能會(huì)引起可能會(huì)引起混凝土開裂混凝土開裂徐變：徐變： s， cLanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能影響因素：影響因素：內(nèi)在因素內(nèi)在因素是混凝土的組成和配比。骨料是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛的剛度（彈性模量）越大，體表比越大，徐變就越小。水泥度（彈性模量）越大，體表比越大，徐變就越小。水泥用量越多，水灰比越大，徐變也越大。用量越多，水灰比越

50、大，徐變也越大。環(huán)境影響環(huán)境影響包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)(curing)的溫的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。采用蒸濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對(duì)濕度越小，徐變就越大。境溫度越高，相對(duì)濕度越小，徐變就越大?；炷恋膽?yīng)力條件的影響：混凝土的應(yīng)力條件的影響：加荷時(shí)混凝土的齡期越長(zhǎng)，加荷時(shí)混凝土的齡期越長(zhǎng)，徐變?cè)叫。换炷恋膽?yīng)力越大，徐變?cè)酱?。徐變?cè)叫?；混凝土的?yīng)力越大，徐變?cè)酱?。Lanzhou University of Te

51、chnology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology2.混凝土的收縮變形（1） 混凝土的收縮混凝土的收縮 混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。的收縮。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形?；炷潦湛s會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失?；炷潦湛s會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。收縮的性質(zhì)收縮的性質(zhì)自由收縮約束收縮來自內(nèi)部的鋼筋約束來自支座的外部約束收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響收縮對(duì)

52、結(jié)構(gòu)的影響自由收縮一般不會(huì)引起拉應(yīng)力，故不會(huì)開裂約束收縮產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力甚至開裂Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能收縮的特點(diǎn)：收縮的特點(diǎn)：早期快，可延續(xù)早期快，可延續(xù)12年。年。蒸汽養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)051015200.10.20.30.4收縮(103)時(shí)間 (月)Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology影響因素影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、

53、濕度、構(gòu)件斷面形狀混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。（1）水泥的品種：）水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土收縮越大。水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土收縮越大。（2）水泥的用量：）水泥的用量：水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。（3）骨料的性質(zhì)：）骨料的性質(zhì)：骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮就小。骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮就小。（4）養(yǎng)護(hù)條件：）養(yǎng)護(hù)條件：干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大

54、。（5）混凝土制作方法：）混凝土制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越小。混凝土越密實(shí)，收縮越小。（6）使用環(huán)境：）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。（7）構(gòu)件的體積與表面積比值：）構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時(shí)，收縮小。比值大時(shí)，收縮小。Lanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響： 當(dāng)收縮受到約束時(shí)，引起構(gòu)件開裂。當(dāng)收縮受到約束時(shí)，引起構(gòu)件開裂。減少收縮的措施：減少收縮

55、的措施： 限制水泥用量；減小水灰比；加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)；限制水泥用量；減小水灰比；加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)； 構(gòu)造鋼筋數(shù)量加強(qiáng)；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。構(gòu)造鋼筋數(shù)量加強(qiáng)；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。AssAs s收縮：收縮： 鋼筋受壓，鋼筋受壓， 混凝土受拉混凝土受拉AsLanzhou University of Technology第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology2.混凝土的收縮變形（2） 混凝土的溫度變形主要是大體積混凝土問題。主要是大體積混凝土問題。Lanzhou University of Technolog

56、y第第2章章 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能Lanzhou University of Technology2.3鋼筋混凝土的粘結(jié)鋼筋混凝土的粘結(jié)u 產(chǎn)生鋼筋和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的主要原因：產(chǎn)生鋼筋和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的主要原因：（1）混）混凝土收縮將鋼筋緊緊凝土收縮將鋼筋緊緊握裹而握裹而產(chǎn)生的摩擦產(chǎn)生的摩擦力；力；（2）混凝土顆粒的化學(xué)作用產(chǎn)生的混凝土與鋼筋）混凝土顆粒的化學(xué)作用產(chǎn)生的混凝土與鋼筋之間的膠合力；之間的膠合力；（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的局部）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的局部粘結(jié)應(yīng)力；粘結(jié)應(yīng)力；（4）鋼筋端部在混凝土內(nèi)的錨固作用。）鋼筋端部在混凝土內(nèi)的錨固作用。Lanzhou University of