混凝土結構設計原理(新規(guī)范)第2章_鋼筋和混凝土材料基本性能

1、第2p本章主要內容本章主要內容鋼筋的材料性能鋼筋的材料性能 混凝土的材料性能混凝土的材料性能 混凝土與鋼筋的粘結混凝土與鋼筋的粘結 本章提要材料性能（物理力學性能） 鋼筋鋼筋的強度、變形性能的強度、變形性能 混凝土混凝土的強度、變形性能的強度、變形性能 鋼筋與混凝土之間鋼筋與混凝土之間的粘結的粘結- -滑移性能滑移性能重點 混凝土混凝土的強度、變形性能的強度、變形性能本章在本課程中的本章在本課程中的作用作用 后續(xù)各章的后續(xù)各章的基礎基礎p 鋼筋的成分、級別和種類鋼筋的成分、級別和種類p 鋼筋的強度和變形性能（鋼筋的強度和變形性能（重點重點）p 混凝土結構對鋼筋性能的要求混凝土結構對鋼筋性能的要

2、求2.1.1鋼筋的品種和級別混凝土結構中的鋼筋混凝土結構中的鋼筋普通鋼筋普通鋼筋預應力筋預應力筋熱軋鋼筋熱軋鋼筋鋼絞線鋼絞線消除應力鋼絲消除應力鋼絲預應力螺紋鋼筋預應力螺紋鋼筋低碳鋼低碳鋼普通低合金鋼普通低合金鋼n 混凝土結構中的鋼筋混凝土結構中的鋼筋HRB335HRB400RRB400HPB300HRB500HRBF335HRBF400HRBF500HPB300 HRB335HRB400RRB400n 熱軋鋼筋的符號說明熱軋鋼筋的符號說明hot rolled plain bar fyk=300 N/mm2hot rolled ribbed bar fyk=335 N/mm2hot rolle

3、d ribbed barfyk=400 N/mm2remained heat treatment ribbed bar fyk=400 N/mm22.1.1鋼筋的品種和級別2.1.1 鋼筋的品種和級別 普通鋼筋強度標準值（普通鋼筋強度標準值（N/mm2）HPB300 d = 820 fyk=300HRB335 , HRBF335 d = 650 f yk = 335HRB400, HRBF400, RRB400 d = 650 f yk = 400HRB500， HRBF500 d = 840 f yk = 500主要成分主要成分：鐵鐵其他成分其他成分：碳、錳、硅、磷、硫等：碳、錳、硅、磷、硫

4、等碳素鋼碳素鋼：低碳鋼：低碳鋼 （含碳量（含碳量0.25%）；）；中碳鋼中碳鋼（0.25%0.6%） 高碳鋼高碳鋼（0.6%1.4%）。）。含碳量高，強度高，延性差含碳量高，強度高，延性差錳、硅錳、硅：可提高鋼材強度，保持一定的塑性：可提高鋼材強度，保持一定的塑性ykfn 熱軋鋼筋的外形熱軋鋼筋的外形光圓鋼筋光圓鋼筋 螺紋鋼筋螺紋鋼筋 人字紋鋼筋人字紋鋼筋 月牙紋鋼筋月牙紋鋼筋 2.1.1鋼筋的品種和級別2.1.1鋼筋的品種和級別n預應力鋼筋外形預應力鋼筋外形普通鋼筋一般為普通鋼筋一般為軟鋼軟鋼；預應力筋一般為；預應力筋一般為硬鋼。硬鋼。從受力性能分從受力性能分：軟鋼；硬鋼：軟鋼；硬鋼2.1.

5、2 鋼筋的強度和變形性能n 鋼筋的應力應變曲線鋼筋的應力應變曲線（有明顯流幅的鋼筋（有明顯流幅的鋼筋, ,軟鋼軟鋼）Oufyf比例極限比例極限彈性極限彈性極限屈服上限屈服上限屈服下限屈服下限屈服平臺屈服平臺強化階段強化階段頸縮階段頸縮階段n 鋼筋的兩個強度指標鋼筋的兩個強度指標: : 屈服強度屈服強度和和極限強度極限強度n 屈服強度屈服強度作為鋼筋設計強度取值作為鋼筋設計強度取值依據(jù)依據(jù)0 彈性模量n 鋼筋的應力應變曲線鋼筋的應力應變曲線（無明顯流幅的鋼筋（無明顯流幅的鋼筋, ,硬鋼硬鋼）比例極限比例極限 aa極限強度極限強度b bbc條件屈服強度條件屈服強度0.20.75ab0.20.85b

6、0.2%O2.1.2 鋼筋的強度和變形性能條件屈服強度條件屈服強度：取殘余應變?yōu)槿堄鄳優(yōu)?.2%所對應的應力所對應的應力n 鋼筋的塑性性能鋼筋的塑性性能n 鋼筋的兩個塑性指標鋼筋的兩個塑性指標: :延伸率延伸率和和冷彎性能冷彎性能dl0= 5,10dl05,100100%llln 延延伸伸率率試試驗驗n 冷冷彎彎試試驗驗doo90 ,1801 ,2 ,3ddDd2.1.2 鋼筋的強度和變形性能最大力下的總伸長率 普通鋼筋及預應力筋在最大力下的總伸長率gt應不小于附表5的規(guī)定的數(shù)值。0bgt0s() 100%LLLE0bgt0s() 100%LLLE0bgt0s() 100%LLLE2.1.

7、2 鋼筋的強度和變形性能鋼筋的強度和變形性能軟鋼與硬鋼的區(qū)別軟鋼與硬鋼的區(qū)別 軟鋼：有明顯的屈服平臺、屈服強度，極限強度 硬鋼：只有極限強度，人為規(guī)定 “條件屈服強度”設計取值依據(jù)設計取值依據(jù) 屈服強度（軟鋼）、條件屈服強度（硬鋼）鋼筋的屈強比鋼筋的屈強比 = = 屈服強度屈服強度/ /極限強度極限強度0.8鋼筋的延性鋼筋的延性（ductility） 鋼筋在強度無顯著降低情況下抵抗變形的能力（屈服后鋼筋在強度無顯著降低情況下抵抗變形的能力（屈服后的變形能力）的變形能力）. .軟鋼延性好，硬鋼延性較差。軟鋼延性好，硬鋼延性較差。彈性模量彈性模量：彈性極限以下應力彈性極限以下應力- -應變曲線的斜

8、率應變曲線的斜率2.1.2 鋼筋的強度和變形性能鋼筋的強度和變形性能鋼筋的疲勞性能鋼筋的疲勞性能 鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞是鋼筋在承受重復、周期性的動荷是鋼筋在承受重復、周期性的動荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后突然脆性斷裂的現(xiàn)象。載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后突然脆性斷裂的現(xiàn)象。鋼筋疲勞斷裂的主要原因是應力集中。鋼筋疲勞斷裂的主要原因是應力集中。 鋼筋的疲勞強度鋼筋的疲勞強度是指在一定規(guī)定應力幅度內，是指在一定規(guī)定應力幅度內，經(jīng)受一定次數(shù)的循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大應經(jīng)受一定次數(shù)的循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大應力值。與應力變化的幅值、最小應力值、鋼筋外表力值。與應力變化的幅值、最小應力值、鋼筋外表面幾何尺

9、寸及形狀等因素有關。面幾何尺寸及形狀等因素有關。 鋼筋疲勞斷裂試驗鋼筋疲勞斷裂試驗有兩種方法：一種是直接進有兩種方法：一種是直接進行單根原狀鋼筋拉試驗；一種是將鋼筋埋入混凝土行單根原狀鋼筋拉試驗；一種是將鋼筋埋入混凝土中使其重復受拉或受彎試驗。中使其重復受拉或受彎試驗。 2.1.3 鋼筋的冷加工n 冷拉冷拉n 冷拉是在常溫下用機械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過冷拉是在常溫下用機械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過屈服強度即強化階段中的某一應力值，然后卸載至零。屈服強度即強化階段中的某一應力值，然后卸載至零。n冷拉強化冷拉強化：冷拉控制應力必須超過屈服點，進入強化階段。：冷拉控制應力必須超過屈服點，

10、進入強化階段。屈服強度提高，屈服平臺消失，極限強度未提高，延性降低屈服強度提高，屈服平臺消失，極限強度未提高，延性降低n冷拉時效冷拉時效：鋼筋經(jīng)首次冷拉后，在自然條件下一段時間后進：鋼筋經(jīng)首次冷拉后，在自然條件下一段時間后進行第二次張拉，屈服強度和極限強度均提高，且恢復屈服臺行第二次張拉，屈服強度和極限強度均提高，且恢復屈服臺階。階。n 只能提高抗拉強度，只能提高抗拉強度，抗壓屈服強度將降低抗壓屈服強度將降低。2.1.3 鋼筋的冷加工的冷加工2.1.3 鋼筋的冷加工鋼筋的冷加工n冷拔冷拔 冷拔一般是將冷拔一般是將 6的的HPB235熱軋鋼筋強行拔過小于其直徑熱軋鋼筋強行拔過小于其直徑的硬質合金

11、拔絲模具。的硬質合金拔絲模具。 可同時提高抗拉和抗壓強度可同時提高抗拉和抗壓強度。 冷加工目的冷加工目的是節(jié)約鋼材和擴大鋼筋的應用范圍。是節(jié)約鋼材和擴大鋼筋的應用范圍。n混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范不提倡冷拉鋼筋，已取消冷拉鋼筋不提倡冷拉鋼筋，已取消冷拉鋼筋.2.1.4 混凝土結構對鋼筋性能的要求n 適當?shù)那鼜姳冗m當?shù)那鼜姳?.8n 足夠的塑性足夠的塑性 HPB300：不小于不小于10.0%；HRB400HRB500: 不小于不小于7.5% 預應力筋：不小于預應力筋：不小于3.5%n 可焊性可焊性n 耐久性耐久性n 耐火性耐火性n 與混凝土具有良好的粘結與混凝土具有良好的粘結n 抗低溫性能抗低溫性能p

12、 混凝土的強度混凝土的強度p 混凝土的變形性能混凝土的變形性能2.2.1 2.2.1 混凝土的強度混凝土的強度簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度 立方體抗壓強度立方體抗壓強度(uniaxial compressive cube strength) 軸心抗壓強度軸心抗壓強度(uniaxial compressive strength) 軸心抗拉強度軸心抗拉強度(uniaxial tensile strength)復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 雙軸受力強度雙軸受力強度 三軸受力強度三軸受力強度 剪壓及剪拉強度剪壓及剪拉強度2.2.12.2.1混凝土的強度混

13、凝土的強度n簡單受力狀態(tài)下混凝土的簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度強度 立方體抗壓強度立方體抗壓強度n混凝土立方體抗壓強度試驗方法混凝土立方體抗壓強度試驗方法 邊長為邊長為150mm的標準立方體試塊、在標準條件下養(yǎng)護的標準立方體試塊、在標準條件下養(yǎng)護28d或或設計規(guī)定設計規(guī)定齡期齡期后，以標準試驗方法測得的破壞時的后，以標準試驗方法測得的破壞時的平均壓應力平均壓應力為混凝土的為混凝土的立方體抗立方體抗壓強度壓強度。 注：對摻加粉煤灰等時，規(guī)定齡期為注：對摻加粉煤灰等時，規(guī)定齡期為60、90天等。天等。n立方體抗壓強度標準值立方體抗壓強度標準值 fcu,k 按上述規(guī)定所測得的具有按上述規(guī)定所測得的具有

14、95%保證率的抗壓強度稱為混凝土的保證率的抗壓強度稱為混凝土的立方體立方體抗壓強度標準值抗壓強度標準值。 n混凝土強度等級混凝土強度等級 混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：混凝土強度等級混凝土強度等級按立方體抗壓強度標準值確定按立方體抗壓強度標準值確定cucucucucu,kffff1.6451 1.645f2.2.12.2.1混凝土的強度混凝土的強度n混凝土強度等級的分級混凝土強度等級的分級 按按 fcu,k 劃分為劃分為14級，即級，即 C15C80，級差，級差5MPa。 符號符號 C35 C： 立方體立方體(Cube) 35：立方體抗壓強度標準值，單位立方體抗壓強度標準值，單位 N/mm2

15、 當當C50時，時，普通混凝土普通混凝土（normal-strength concrete） 當當C50時，時，高強混凝土高強混凝土（high-strength concrete） n fcu,k是混凝土各種強度指標的基本代表值n 混凝土受壓破壞機理混凝土受壓破壞機理骨料之間的微裂縫是骨料之間的微裂縫是內因內因縱向受壓破壞是橫向縱向受壓破壞是橫向拉裂造成的。拉裂造成的。n影響立方體抗壓強度的因素影響立方體抗壓強度的因素 材料組成材料組成 尺寸效應尺寸效應 加載速度加載速度 端部約束，環(huán)箍效端部約束，環(huán)箍效應應 混凝土的齡期混凝土的齡期骨料之間的微裂縫骨料之間的微裂縫2.2.1混凝土的強度2.2

16、.1混凝土的強度n影響因素分析影響因素分析 材料組成：材料組成：最主要因素最主要因素，在材料組成一定時，還有，在材料組成一定時，還有下列因素下列因素n加載速度加載速度：加載速度快，微裂縫不能充分擴展，強：加載速度快，微裂縫不能充分擴展，強度高度高n試驗條件試驗條件：試件上、下表面不涂油，橫向變形受到：試件上、下表面不涂油，橫向變形受到約束，強度高（約束，強度高（“套箍套箍”效應你）效應你）n試件尺寸試件尺寸：尺寸大，內部缺陷相對較多，端部摩擦：尺寸大，內部缺陷相對較多，端部摩擦力影響相對較大，強度低力影響相對較大，強度低 n齡期齡期：齡期長，試件強度高：齡期長，試件強度高 n 簡單受力狀態(tài)下混

17、凝土的簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度強度 軸心抗壓強度軸心抗壓強度 n 軸心（棱柱體）抗壓強度軸心（棱柱體）抗壓強度 fc采用棱柱體試件，能夠反映混凝土的實際工作狀態(tài)。采用棱柱體試件，能夠反映混凝土的實際工作狀態(tài)。我國取我國取150150300mm為標準試件，按與立方體試為標準試件，按與立方體試驗相同的規(guī)定所得的平均應力值，為驗相同的規(guī)定所得的平均應力值，為 fc 。棱柱體高度取值的原因：棱柱體高度取值的原因：擺脫端部摩擦力的影響擺脫端部摩擦力的影響 試件不致失穩(wěn)試件不致失穩(wěn)n 立方體抗壓強度與軸心抗壓強度之間的關系立方體抗壓強度與軸心抗壓強度之間的關系棱柱體強度與立方體強度的比值棱柱體強度與立方

18、體強度的比值混凝土考慮脆性的折減系數(shù)混凝土考慮脆性的折減系數(shù)結構中混凝土與試件混凝土的強度差異修正系數(shù)結構中混凝土與試件混凝土的強度差異修正系數(shù)2.2.1混凝土的強度mcuccmcff,21,88. 02.2.1混凝土的強度n棱柱體試件尺寸棱柱體試件尺寸 試件強度不受試件強度不受端部摩擦力端部摩擦力和和附加偏心距附加偏心距的影響。的影響。 中間處于中間處于均勻受壓狀態(tài)。均勻受壓狀態(tài)。 解決問題的思路解決問題的思路 由已知求未知，由簡單由已知求未知，由簡單方法解決復雜問題方法解決復雜問題確定方法：確定方法：對比試驗對比試驗82. 076. 0,mcumcff2.2.1混凝土的強度n軸心抗壓強度

19、試驗值試驗值 修正值修正值 :棱柱體強度與立方體強度之比值，棱柱體強度與立方體強度之比值，C50及以下取及以下取 =0.76，對，對C80取取 =0.82，中間按線性規(guī)律變化取值；，中間按線性規(guī)律變化取值； 為混凝土考慮脆性的折減系數(shù)，對為混凝土考慮脆性的折減系數(shù)，對C40取取 =1.00，對，對C80取取 =0.87，中間按線性規(guī)律變化取值；，中間按線性規(guī)律變化取值； 0.88: 考慮考慮結構中混凝土強度結構中混凝土強度與與試件混凝土強度試件混凝土強度之間的差異之間的差異而采取的修正系數(shù)。而采取的修正系數(shù)。 1c1c1c2c2c2cmcucmcff,1,mcuccmcff,21,88. 0n

20、 簡單受力狀態(tài)下混凝土的簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度強度 軸心抗拉強度軸心抗拉強度 n 軸心抗拉強度軸心抗拉強度 ft混凝土的抗拉強度遠低于抗壓強度混凝土的抗拉強度遠低于抗壓強度對于普通混凝土，抗拉強度約對于普通混凝土，抗拉強度約 1/17-1/8 的抗壓強度的抗壓強度 對于高強混凝土，抗拉強度約對于高強混凝土，抗拉強度約 1/24-1/20 的抗壓強度的抗壓強度n 軸心抗拉強度的試驗方法軸心抗拉強度的試驗方法直接受拉試驗直接受拉試驗劈裂試驗劈裂試驗 彎折試驗彎折試驗2.2.1 混凝土的強度n 簡單受力狀態(tài)下混凝土的簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度強度 軸心抗拉強度軸心抗拉強度 n 直接受拉試驗直接受

21、拉試驗150150500100100n 軸心抗拉強度與立方體抗壓強度平均值之間的關系軸心抗拉強度與立方體抗壓強度平均值之間的關系0.550.395tfcuf直接受拉試驗得到的關系式,0.5520.880.395tfcufc 規(guī)范建議的關系式,n 軸直接受拉試驗的缺點軸直接受拉試驗的缺點: :容易引起偏拉破壞容易引起偏拉破壞2.2.1混凝土的強度2.2.1混凝土的強度n對比試驗結果對比試驗結果0.550.395tcuff0.55c20.88 0.395tcuff n 簡單受力狀態(tài)下混凝土的簡單受力狀態(tài)下混凝土的強度強度 軸心抗拉強度軸心抗拉強度 n 劈裂試驗劈裂試驗PP222ttPfaPfdl對

22、立方體試件對圓柱體試件a12n 彎折試驗彎折試驗l / 3500600150150P/2l / 3l / 3P/2utMfW假定截面應力 為直線分布2.2.1混凝土的強度2.2.1混凝土的強度n圓柱體劈裂試驗n 復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 雙軸應力狀態(tài)雙軸應力狀態(tài)n 研究文獻來源研究文獻來源: : H. Kupfer, H.K. Hilsdorf, H. Rusch, Behaviour of concrete under biaxial stresses, ACI J. 66 (1969) 656-666. n 研究方法研究方法 方形板試件方形板試件施加法向應力施加

23、法向應力 1施加法向應力施加法向應力 2板處于平面應力狀態(tài)板處于平面應力狀態(tài)2.2.1混凝土的強度n 復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 雙軸應力狀態(tài)雙軸應力狀態(tài)雙等拉雙等拉雙等壓雙等壓-1.2600.20.4-0.6 -0.4 -0.2-1.2 -1.0 -0.8-1.400.20.4-0.6-0.4-0.2-1.2-1.0-0.8-1.42cfKupfer的強度包絡圖的強度包絡圖n 雙向受拉的破雙向受拉的破壞強度接近于單軸壞強度接近于單軸抗拉強度?？估瓘姸?。n 雙向受壓的破雙向受壓的破壞強度高于單軸抗壞強度高于單軸抗壓強度。壓強度。n 一拉一壓的破一拉一壓的破壞強度低于相

24、應的壞強度低于相應的單軸受力強度。單軸受力強度。n 雙軸受壓的強雙軸受壓的強度最大值不是發(fā)生度最大值不是發(fā)生在雙軸等壓的情況在雙軸等壓的情況下下 , , 而 是 發(fā) 生 在而 是 發(fā) 生 在1/ /20.5時。時。2.2.1混凝土的強度n 復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 雙軸應力狀態(tài)雙軸應力狀態(tài)n 雙向受拉的破雙向受拉的破壞強度接近于單軸壞強度接近于單軸抗拉強度。抗拉強度。n 雙向受壓的破雙向受壓的破壞強度高于單軸抗壞強度高于單軸抗壓強度。壓強度。n 一拉一壓的破一拉一壓的破壞強度低于相應的壞強度低于相應的單軸受力強度。單軸受力強度。n 雙軸受壓的強雙軸受壓的強度最大值不

25、是發(fā)生度最大值不是發(fā)生在雙軸等壓的情況在雙軸等壓的情況下下 , , 而 是 發(fā) 生 在而 是 發(fā) 生 在1/ /20.5時。時。2.2.1混凝土的強度n 復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 三軸受壓狀態(tài)三軸受壓狀態(tài)n 側向等壓（常規(guī)三軸）的情況側向等壓（常規(guī)三軸）的情況23r11通過液體靜通過液體靜壓力對圓柱壓力對圓柱體試件施壓體試件施壓14ccrff11 1.52rrccccffffn 當側向壓力較較高低時當側向壓力較較高低時, ,上式上式不再為線性關系不再為線性關系, ,可采用蔡紹懷可采用蔡紹懷經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式n 當側向壓力較低時當側向壓力較低時, ,對于普通對于普通混凝

26、土混凝土2.2.1混凝土的強度0/n 復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度復雜受力狀態(tài)下混凝土的強度 剪壓或剪拉復合應力狀態(tài)剪壓或剪拉復合應力狀態(tài)n 試驗結果試驗結果崗島達雄的試驗結果崗島達雄的試驗結果2000/0.009810.112/0.122/ n 試驗結論試驗結論 隨著拉應力的增加，混凝土抗剪強度降低；隨著拉應力的增加，混凝土抗剪強度降低； 隨著壓應力的增加，抗剪強度先增大、后減??；隨著壓應力的增加，抗剪強度先增大、后減??； 達到軸心抗壓強度時，抗剪強度為零；達到軸心抗壓強度時，抗剪強度為零； 當拉應力約為當拉應力約為 0.1fc時，抗剪強度為零。時，抗剪強度為零。2.2.1混凝土的強度2.2.

27、2 混凝土的變形性能n混凝土的變形混凝土的變形受力變形受力變形 一次短期加載下的變形(重點)：軸壓、軸拉、復合應力狀態(tài)下 承載力計算；非線性分析 荷載長期作用下的變形（徐變）： 變形和裂縫寬度計算；預應力損失 重復荷載作用下的變形（疲勞性能）： 確定彈性模量；疲勞驗算體積變形體積變形 收縮變形：收縮裂縫；預應力損失收縮變形：收縮裂縫；預應力損失 溫度變形：溫度應力溫度變形：溫度應力裂縫裂縫 防止溫度、收縮裂縫的構造措施防止溫度、收縮裂縫的構造措施02468102030(MPa) 10-3BACEDA點以前點以前，微裂縫沒有，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應力

28、形主要彈性變形，應力-應變關系近似直線。應變關系近似直線。A點應力隨混凝土強度的點應力隨混凝土強度的提高而增加，對普通強提高而增加，對普通強度混凝土度混凝土 A約為約為 (0.30.4)fc ，對高強混，對高強混凝土凝土 A可達可達(0.50.7)fc。A點以后點以后，由于微裂縫，由于微裂縫處的應力集中，裂縫開處的應力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應變增部分塑性變形，應變增長開始加快，應力長開始加快，應力-應應變曲線逐漸偏離直線。變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導致混凝微裂縫的發(fā)展導致混凝土的橫向變形增加。但土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是該階段微裂

29、縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。穩(wěn)定的?；炷猎诮Y硬過程中，混凝土在結硬過程中，由于水泥石的收縮、骨由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的?？p的發(fā)展造成的。達到達到B點，內部一些微點，內部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應變開突然增大，體積應變開始由壓縮轉為增加。在始由壓縮轉為增加。在此應力的長期作用下，此應

30、力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導致破壞。取致破壞。取B點的應力點的應力作為混凝土的長期抗壓作為混凝土的長期抗壓強度。普通強度混凝土強度。普通強度混凝土 B約為約為0.8fc，高強強度，高強強度混凝土混凝土 B可達可達0.95fc以上。以上。達到達到C點點fc，內部微裂縫，內部微裂縫連通形成破壞面，應變連通形成破壞面，應變增長速度明顯加快，增長速度明顯加快，C點的縱向應變值稱為峰點的縱向應變值稱為峰值應變值應變 0，約為，約為0.002。縱向應變發(fā)展達到縱向應變發(fā)展達到D點，點，內部裂縫在試件表面出內部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂

31、縫。力方向的縱向裂縫。隨應變增長，試件上相隨應變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨料與砂漿的粘混凝土骨料與砂漿的粘結不斷遭到破，裂縫連結不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。通形成斜向破壞面。E點的應變點的應變 = (23) 0，應力應力 = (0.40.6) fc。2.2.2混凝土的變形性能1. 單調短期加載下的變形性能單調短期加載下的變形性能 軸心受壓的應力軸心受壓的應力- -應變關系應變關系 4 48 82 2 Os 0.3fca0.8fcbfcc6 6d a點前內部裂縫沒有發(fā)展

32、，點前內部裂縫沒有發(fā)展，應力應變近似直線。應力應變近似直線。b點稱為點稱為臨界應力點臨界應力點,內部裂內部裂縫有發(fā)展縫有發(fā)展,但處于穩(wěn)定狀態(tài)但處于穩(wěn)定狀態(tài)c點的應變稱為點的應變稱為峰值應變峰值應變, 約為約為0.002,內部裂縫延伸到內部裂縫延伸到表面，表面， c點后出現(xiàn)點后出現(xiàn)應變軟化應變軟化d點為點為極限壓應變極限壓應變,對普通混對普通混凝土取凝土取0.0033。0cu02.2.2 混凝土的變形性能n應力應力- -應變曲線應變曲線特點特點 oa段段：即應力比：即應力比0.3時，時，應力應力-應變應變關系接近于直線，故關系接近于直線，故a點相當于混凝點相當于混凝土的彈性極限土的彈性極限。ab

33、段段 ：當應力比約為（當應力比約為（0.30.8）時，）時，應力應力-應變關系偏離直線，應變的增應變關系偏離直線，應變的增長速度比應力增長快，故長速度比應力增長快，故b點稱為點稱為臨臨界應力點界應力點。 bc段段 ：當應力比約為（當應力比約為（0.81.0）時，應變增長速度進一步加快）時，應變增長速度進一步加快，應力，應力-應變曲線的斜率急劇減小，混凝土內部微裂縫進入應變曲線的斜率急劇減小，混凝土內部微裂縫進入非非穩(wěn)定發(fā)展階段穩(wěn)定發(fā)展階段。當應力到達。當應力到達c點時，混凝土發(fā)揮出受壓時的最點時，混凝土發(fā)揮出受壓時的最大承載能力，即大承載能力，即軸心抗壓強度（極限強度軸心抗壓強度（極限強度），

34、相應的應變值），相應的應變值稱為稱為峰值應變峰值應變。cd 段段：下降段，由滑移面上的摩擦咬合力和混凝土柱體的殘余：下降段，由滑移面上的摩擦咬合力和混凝土柱體的殘余強度提供強度提供2.2.2 混凝土的變形性能n應力應力- -應變曲線上應變曲線上三個特征點三個特征點 峰值應力峰值應力 ：材料的最大承載力：材料的最大承載力 峰值應變峰值應變 ：與峰值應力相應的應變：與峰值應力相應的應變 極限壓應變極限壓應變 ：試件破壞時的：試件破壞時的最大應變值最大應變值n混凝土材料的混凝土材料的延性延性 混凝土試件在強度沒有顯著降低情混凝土試件在強度沒有顯著降低情況下況下承受變形的能力承受變形的能力n混凝土強度

35、越高混凝土強度越高， 越大；越大； 越??；越小；材料的脆性越明顯材料的脆性越明顯n問題問題：混凝土應力：混凝土應力- -應變曲線如何表達？應變曲線如何表達？數(shù)學表達式00cucu02.2.2 混凝土的變形性能n混凝土混凝土單軸受壓應力單軸受壓應力-應變關系模型（本構模型）應變關系模型（本構模型） 應力應力-應變關系模型是應力應變關系模型是應力-應變曲線的應變曲線的數(shù)學表達式數(shù)學表達式，可，可根據(jù)某一應變值求出相應的應力值。根據(jù)某一應變值求出相應的應力值。 應用應用：承載力計算；混凝土結構非線性分析：承載力計算；混凝土結構非線性分析n本節(jié)給出的兩個應力本節(jié)給出的兩個應力-應變關系模型，一般應變關

36、系模型，一般用于結構的非線性用于結構的非線性分析分析。nHognestad模型（早期）模型（早期） 上升段上升段下降段下降段2002scf001 0.15sccufn 混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范規(guī)定的規(guī)定的單軸受壓應力單軸受壓應力- -應變關系模型應變關系模型482 0 0 O scf cu sc0 5 . f23saaac000322fs0c2d001f公式根據(jù)公式根據(jù)清華大學清華大學19791979年年的的受壓全曲線所得受壓全曲線所得。2.2.2 混凝土的變形性能n 混凝土混凝土軸心受拉的應力軸心受拉的應力- -應變關系應變關系n 軸心受拉的應力軸心受拉的應力- -應變關系應變關系n 混凝土規(guī)范

37、混凝土規(guī)范建議的單軸建議的單軸受拉應力受拉應力- -應變關系模型應變關系模型O 6s1.20.2tttfst1.71ttttf 公式來源：公式來源：過過鎮(zhèn)海，張秀琴鎮(zhèn)海，張秀琴. .混混凝土受拉應力應變凝土受拉應力應變全曲線的試驗研究全曲線的試驗研究. . 建 筑 結 構 學 報 ，建 筑 結 構 學 報 ，1988(4).45-531988(4).45-532 t stf2.2.2 混凝土的變形性能2.2.2 混凝土的變形性能n混凝土在混凝土在復合應力下復合應力下的應力的應力- -應變關系應變關系 三軸受壓三軸受壓：隨側向壓應力增加，縱向強度和變形能力均提高。側向壓力約束了混凝土橫向變形，限

38、制了橫向膨脹和內部微裂縫的擴展。（約束混凝土）2.2.2 混凝土的變形性能n螺旋箍筋螺旋箍筋圓柱體約束混凝土圓柱體約束混凝土 在接近混凝土單軸抗壓強度之前，在接近混凝土單軸抗壓強度之前，橫向鋼筋幾乎不受力，混凝土基本不橫向鋼筋幾乎不受力，混凝土基本不受約束。受約束。 軸向壓力大于單軸抗壓強度時，軸向壓力大于單軸抗壓強度時，軸向強度和變形能力均提高，軸向強度和變形能力均提高，橫向鋼橫向鋼筋越密，提高幅值越大。筋越密，提高幅值越大。 螺旋筋螺旋筋能使核心混凝土在側向受能使核心混凝土在側向受到均勻連續(xù)的約束力，其效果較普通到均勻連續(xù)的約束力，其效果較普通箍筋好，因而強度和延性的提高更為箍筋好，因而強

39、度和延性的提高更為顯著。顯著。n普通箍筋普通箍筋約束混凝土柱約束混凝土柱2.2.2 混凝土的變形性能2. 混凝土在混凝土在重復荷載作用下重復荷載作用下的變形性能的變形性能 一次加載、卸載下的應力一次加載、卸載下的應力- -應變曲線應變曲線 總應變總應變 = = 彈性應變彈性應變 + + 彈性后效彈性后效 + + 殘余應變殘余應變 加載、卸載形成環(huán)狀，其面積為加載、卸載過程中加載、卸載形成環(huán)狀，其面積為加載、卸載過程中消耗的能量消耗的能量 卸載曲線在卸載曲線在A A點的切線與加載曲線在原點的點的切線與加載曲線在原點的切線平行切線平行2.2.2 混凝土的變形性能n多次重復荷載作用下多次重復荷載作用

40、下的應力的應力- -應變曲線應變曲線 當加載、卸載的最大壓應力值不超過當加載、卸載的最大壓應力值不超過某個限值某個限值時，每次加時，每次加載、卸載過程都將形成塑性變形。經(jīng)多次重復后，塑性變形載、卸載過程都將形成塑性變形。經(jīng)多次重復后，塑性變形將不再增長，混凝土加、卸載的應力將不再增長，混凝土加、卸載的應力- -應變曲線呈直線變化，應變曲線呈直線變化，且且此直線大致與第一次加載時的原點切線平行。此直線大致與第一次加載時的原點切線平行。 當應力值超過當應力值超過一特定值之后，出一特定值之后，出現(xiàn)直線后就產(chǎn)生反現(xiàn)直線后就產(chǎn)生反向彎曲。應變越來向彎曲。應變越來越大，就會發(fā)生破越大，就會發(fā)生破壞，即疲勞

41、破壞。壞，即疲勞破壞。該特定值就是混凝該特定值就是混凝土的土的疲勞強度疲勞強度。2.2.2 混凝土的變形性能n混凝土的彈性模量、剪變模量和泊松比混凝土的彈性模量、剪變模量和泊松比混凝土的混凝土的變形模量變形模量 初始彈性模量初始彈性模量 ：過：過原點原點切線的斜率。切線的斜率。 切線模量切線模量 ：過某一點：過某一點切線切線的斜率。的斜率。 （增量理論）（增量理論） 割線模量割線模量 ：某一點與原點：某一點與原點連線連線的斜率。（全量理論）的斜率。（全量理論）2.2.2 混凝土的變形性能n混凝土彈性模量混凝土彈性模量 初始彈性模量不易準確測定；多次重復加載、卸載后，應力-應變曲線變?yōu)橹本€，且與

42、原點切線平行。 我國規(guī)范規(guī)定用下述方法測定混凝土彈性模量： 將棱柱體試件加載至應力 ，重復加載、卸載各5次后，應力-應變曲線基本上趨于直線，將應力-應變曲線上與0.5N/mm2的應力差與相應的應變差的比值作為彈性模量。 0.4scftctE2.2.2 混凝土的變形性能n混凝土彈性模量與立方體抗壓強度之間的關系混凝土彈性模量是試驗結果的混凝土彈性模量是試驗結果的試驗平均值試驗平均值，保證率，保證率50%;彈性模量隨立方體強度標準值彈性模量隨立方體強度標準值非線性增長非線性增長;混凝土混凝土受拉與受壓彈性模量相同受拉與受壓彈性模量相同.n混凝土的混凝土的泊松比泊松比 n混凝土的混凝土的剪變模量剪變

43、模量0.2cv 52ccu,k10(N/mm )34.72.2Ef2(1)cccEGv0.4ccGE0.2cv 3. 混凝土在混凝土在荷載長期作用下荷載長期作用下的變形性能的變形性能n 徐變徐變 在在不變的應力不變的應力長期持續(xù)作用下，長期持續(xù)作用下，混凝土的變形混凝土的變形隨時間徐隨時間徐徐增長徐增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。3000.51.01.52.0510152025壓應變壓應變10 -3時間時間 / /月月瞬時瞬時變形變形徐變變形徐變變形卸載時瞬卸載時瞬時恢復的時恢復的變形變形殘余變形殘余變形卸載后的卸載后的彈性后效彈性后效2.2.2 混凝土的變形性能n徐變的特點

44、徐變的特點 先快后慢，最后趨于穩(wěn)定先快后慢，最后趨于穩(wěn)定 n徐變的原因徐變的原因 水泥凝膠體的黏性流動，使水泥凝膠體的黏性流動，使 骨料應力增大骨料應力增大 混凝土中內部微裂縫的發(fā)展混凝土中內部微裂縫的發(fā)展影響徐變的因素影響徐變的因素 應力的大小應力的大小 線性徐變，徐變與應力成正比線性徐變，徐變與應力成正比 非線性徐變，徐變增長速度比應力增長快非線性徐變，徐變增長速度比應力增長快 徐變與時間曲線發(fā)散。徐變與時間曲線發(fā)散。 2.2.2 混凝土的變形性能sc0.5fsc0.5fsc0.8fcc0.8lff2.2.2混凝土的變形性能n影響徐變的因素影響徐變的因素混凝土組成和配合比混凝土組成和配合比

45、 骨料（不產(chǎn)生徐變）多，徐變??；骨料（不產(chǎn)生徐變）多，徐變??； 水泥用量和水灰比大（混凝土中凝膠體比重大），徐變大。水泥用量和水灰比大（混凝土中凝膠體比重大），徐變大。環(huán)境條件環(huán)境條件 濕度低，溫度高，徐變大（高溫干燥下，砼水份逸失較多，濕度低，溫度高，徐變大（高溫干燥下，砼水份逸失較多，轉化為水泥結晶體的水泥漿少，凝膠體較多）；轉化為水泥結晶體的水泥漿少，凝膠體較多）； 齡期短，徐變大。齡期短，徐變大。注注：徐變是受力變形，有應力存在就有徐變變形；：徐變是受力變形，有應力存在就有徐變變形； 徐變方向與受力方向一致，有受拉、壓徐變；徐變方向與受力方向一致，有受拉、壓徐變； 徐變隨時間變化。徐變

46、隨時間變化。2.2.2 混凝土的變形性能n徐變對結構的影響（研究徐變的意義）徐變對結構的影響（研究徐變的意義） 1 1）使鋼筋混凝土構件）使鋼筋混凝土構件截面產(chǎn)生內力重分布截面產(chǎn)生內力重分布 ：混凝土應力減：混凝土應力減小，鋼筋應力增大。小，鋼筋應力增大。 2 2）使受彎構件和偏壓構件的）使受彎構件和偏壓構件的變形加大變形加大：徐變使截面受壓區(qū)變：徐變使截面受壓區(qū)變形增大，引起受彎構件撓度增大，偏壓構件偏心距增大。形增大，引起受彎構件撓度增大，偏壓構件偏心距增大。 3 3）使預應力混凝土構件產(chǎn)生）使預應力混凝土構件產(chǎn)生預應力損失預應力損失：預壓力使混凝土產(chǎn)：預壓力使混凝土產(chǎn)生徐變，構件縮短，引

47、起預應力損失。生徐變，構件縮短，引起預應力損失。n 混凝土的收縮混凝土的收縮n混凝土在空氣中結硬時其體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝混凝土在空氣中結硬時其體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。使結構土的收縮。使結構產(chǎn)生收縮裂縫產(chǎn)生收縮裂縫，引起預應力損失引起預應力損失。n 混凝土的膨脹混凝土的膨脹n 混凝土的溫度變形混凝土的溫度變形n溫度變化會使混凝土熱脹冷縮，在結構中產(chǎn)生溫度變化會使混凝土熱脹冷縮，在結構中產(chǎn)生溫度應力溫度應力，甚至會使構件甚至會使構件開裂以至于損壞開裂以至于損壞。2.2.2混凝土的變形性能n混凝土在水中結硬時體積會膨脹，稱為混凝土的膨脹?；炷猎谒薪Y硬時體積會膨脹，稱為混凝土

48、的膨脹。p 粘結應力的概念及特點粘結應力的概念及特點p 粘結破壞機理及影響因素粘結破壞機理及影響因素p 鋼筋的錨固鋼筋的錨固本節(jié)內容本節(jié)內容2.3.1 一般概念一般概念 粘結應力；粘結強度粘結應力；粘結強度2.3.2 粘結應力的特點粘結應力的特點 光面鋼筋；變形鋼筋光面鋼筋；變形鋼筋2.3.3 粘結破壞機理粘結破壞機理 光面鋼筋；變形鋼筋光面鋼筋；變形鋼筋2.3.4 影響粘結強度的因素影響粘結強度的因素2.3.5 鋼筋的鋼筋的錨固和連接錨固和連接 應用：應用：錨固長度，連接長度，延伸長度錨固長度，連接長度，延伸長度 混凝土結構非線性分析混凝土結構非線性分析2.3.1 一般概念n 粘結應力粘結應

49、力( (粘結力粘結力) )效應效應n 鋼筋與混凝土接觸面上所產(chǎn)生的沿鋼筋鋼筋與混凝土接觸面上所產(chǎn)生的沿鋼筋縱向的剪應力縱向的剪應力。n 粘結強度粘結強度抗力抗力n 粘結失效（鋼筋被拔出或混凝土被劈裂）時的粘結失效（鋼筋被拔出或混凝土被劈裂）時的最大粘最大粘結應力結應力。n 粘結應力的分類粘結應力的分類n 錨固粘結應力錨固粘結應力n 裂縫附近的局部粘結應力裂縫附近的局部粘結應力2.3.1 一般概念n粘結應力分類粘結應力分類 錨固粘結應力錨固粘結應力：鋼筋伸入支座，負彎矩鋼筋在某處截斷鋼筋伸入支座，負彎矩鋼筋在某處截斷 -鋼筋的鋼筋的錨固長度錨固長度和和延伸長度延伸長度 局部粘結應力局部粘結應力：

50、裂縫附近的局部粘結應力：裂縫附近的局部粘結應力 -裂縫寬度和變形計算裂縫寬度和變形計算彎矩圖彎矩圖lan 錨固粘結應力錨固粘結應力fyF=0懸臂梁的縱筋錨固懸臂梁的縱筋錨固錨固長度錨固長度n 裂縫附近的局部粘結應力裂縫附近的局部粘結應力開裂截面處的鋼開裂截面處的鋼筋應力通過粘結筋應力通過粘結應力向混凝土傳應力向混凝土傳遞遞2.3.1 一般概念2.3.2 粘結應力的特點n 粘結應力的特點粘結應力的特點n 粘結應力分布的中心拔出試驗粘結應力分布的中心拔出試驗10d10d300d205d5d塑料套管塑料套管立方體試件立方體試件GB50152-92規(guī)定的規(guī)定的立方體拔出試驗立方體拔出試驗試驗裝置試驗裝

51、置百分表百分表試件試件承壓墊板承壓墊板穿孔球鉸穿孔球鉸試驗機墊板試驗機墊板2.0(N/mm2)加載端加載端150100500 00.51.01.50100200 300 (mm)s(N/mm2)d=13mm光圓鋼筋光圓鋼筋n 粘結應力的特點粘結應力的特點n 鋼筋應力及粘結應力的分布鋼筋應力及粘結應力的分布5101517.5kN5101517.5kN5(N/mm2)加載端加載端3002001000 012140 0100200 300 (mm)s(N/mm2)d=13mm變形鋼筋變形鋼筋3105152025kNn 變形鋼筋粘結變形鋼筋粘結性能比光面鋼筋性能比光面鋼筋好。好。n 光圓鋼筋應力光圓鋼

52、筋應力峰值靠近加載端，峰值靠近加載端，粘結應力增長緩粘結應力增長緩慢。慢。n 變形鋼筋粘結變形鋼筋粘結應力分布長度緩應力分布長度緩慢增長，粘結應慢增長，粘結應力峰值顯著增大。力峰值顯著增大。2.3.2 粘結應力的特點2.3.3 粘結破壞機理n 光圓鋼筋的粘結破壞光圓鋼筋的粘結破壞n粘結力的組成粘結力的組成 化學膠著力化學膠著力：混凝土中水泥凝膠體與鋼筋表面的化學膠著力；混凝土中水泥凝膠體與鋼筋表面的化學膠著力；占的比例較小。占的比例較小。 摩擦力摩擦力：鋼筋與混凝土接觸面間的摩擦力鋼筋與混凝土接觸面間的摩擦力 機械咬合力機械咬合力：鋼筋表面粗糙不平的機械咬合力鋼筋表面粗糙不平的機械咬合力 2.

53、3.3 粘結破壞機理n光圓鋼筋的粘結破壞光圓鋼筋的粘結破壞 破壞過程破壞過程 加載端滑移加載端滑移（oa） 中間部分滑移（中間部分滑移（ab） 自由端滑移自由端滑移（b） 拔出前整體滑移拔出前整體滑移（bc）光圓鋼筋的粘結作用，在出現(xiàn)相對滑移前主要取決于光圓鋼筋的粘結作用，在出現(xiàn)相對滑移前主要取決于化化學膠著力學膠著力，發(fā)生滑稱后則由，發(fā)生滑稱后則由摩擦力摩擦力和和機械咬合力機械咬合力提供。提供。光圓鋼筋拔出試驗的光圓鋼筋拔出試驗的破壞形態(tài)破壞形態(tài)，為鋼筋從混凝土中被拔，為鋼筋從混凝土中被拔出的剪切破壞，其破壞面就是鋼筋與混凝土的接觸面。出的剪切破壞，其破壞面就是鋼筋與混凝土的接觸面。n 變形

54、鋼筋的粘結破壞變形鋼筋的粘結破壞n 粘結力的組成仍為粘結力的組成仍為化學膠著力化學膠著力、摩擦力、摩擦力、 機械咬合力機械咬合力，但主要為，但主要為 機機械咬合力。械咬合力。n 變形鋼筋的變形鋼筋的-s曲線曲線0.10.20.30.40.510203040(N/mm2)s (mm)肋處混凝土局肋處混凝土局部擠壓變形部擠壓變形出現(xiàn)內裂縫出現(xiàn)內裂縫徑向裂縫到徑向裂縫到達試件表面達試件表面形成新形成新滑移面滑移面劈裂裂縫劈裂裂縫刮犁式破壞刮犁式破壞劈裂式破壞劈裂式破壞2.3.3 粘結破壞機理n 變形鋼筋的粘結破壞變形鋼筋的粘結破壞n 劈裂式破壞的條件劈裂式破壞的條件: : 鋼筋外圍砼薄而且沒有環(huán)向箍

55、筋鋼筋外圍砼薄而且沒有環(huán)向箍筋n 刮犁式破壞的條件刮犁式破壞的條件: : 鋼筋外圍砼厚或有環(huán)向箍筋約束鋼筋外圍砼厚或有環(huán)向箍筋約束n 刮犁式破壞模式刮犁式破壞模式內部斜裂縫內部斜裂縫斜向擠壓力斜向擠壓力徑向分力徑向分力環(huán)向擠壓力環(huán)向擠壓力徑向裂縫徑向裂縫變形鋼筋處的擠壓力和內部裂縫變形鋼筋處的擠壓力和內部裂縫2.3.3 粘結破壞機理2.3.4 影響粘結強度的因素n 影響粘結強度的因素影響粘結強度的因素n 混凝土強度混凝土強度: :粘結強度大致與混凝土抗拉強度成線性關系粘結強度大致與混凝土抗拉強度成線性關系n 保護層厚度和鋼筋凈間距保護層厚度和鋼筋凈間距：二者越大，粘結強度越高二者越大，粘結強度

56、越高n 鋼筋的外形鋼筋的外形：變形鋼筋粘結強度高：變形鋼筋粘結強度高n 橫向配筋橫向配筋：提供側向約束，延緩或阻止劈裂裂縫發(fā)展：提供側向約束，延緩或阻止劈裂裂縫發(fā)展n 側向壓應力側向壓應力：使：使摩擦力的機械咬合力增大摩擦力的機械咬合力增大 n 受力狀態(tài)受力狀態(tài)：重復荷載或反復荷載使粘結強度退化重復荷載或反復荷載使粘結強度退化 2.3.5 鋼筋的錨固和連接n鋼筋的錨固設計鋼筋的錨固設計 錨固長度，搭接長度，延伸長度錨固長度，搭接長度，延伸長度n鋼筋的錨固和連接的實質是粘結問題鋼筋的錨固和連接的實質是粘結問題鋼筋錨固鋼筋錨固：通過混凝土中鋼筋埋置段或機械措施，將鋼筋所通過混凝土中鋼筋埋置段或機械

57、措施，將鋼筋所受力傳遞給混凝土，使鋼筋埋置于混凝土而不被拔出。受力傳遞給混凝土，使鋼筋埋置于混凝土而不被拔出。 錨固是鋼筋如何將力傳給混凝土的問題錨固是鋼筋如何將力傳給混凝土的問題 直鋼筋的錨固直鋼筋的錨固 帶彎鉤、彎折鋼筋的錨固帶彎鉤、彎折鋼筋的錨固 機械錨固機械錨固 （a）90彎鉤 （b）135彎鉤 （c）一側貼焊錨筋（d）兩側貼焊錨筋 （e）穿孔塞焊錨板 （f）螺栓錨頭錨固設計原理錨固設計原理n強度極限狀態(tài)強度極限狀態(tài)鋼筋與混凝土之間的粘結應力達到粘結強度鋼筋與混凝土之間的粘結應力達到粘結強度n主要適用于直鋼筋的錨固問題主要適用于直鋼筋的錨固問題n剛度極限狀態(tài)剛度極限狀態(tài)鋼筋與混凝土之間

58、的相對滑移增長過速的狀態(tài)鋼筋與混凝土之間的相對滑移增長過速的狀態(tài)n主要適用于帶彎鉤和彎折鋼筋的錨固問題主要適用于帶彎鉤和彎折鋼筋的錨固問題O s u強度極限狀態(tài)強度極限狀態(tài)O s u剛度極限狀態(tài)剛度極限狀態(tài)最大粘接最大粘接應力點應力點滑移速率滑移速率變化點變化點2.3.5 鋼筋的錨固和連接受拉鋼筋的錨固長度受拉鋼筋的錨固長度n 臨界錨固長度臨界錨固長度lacrdcral24cryaudfdl4ycraufldF錨固極限狀態(tài)時鋼筋應力與錨固極限狀態(tài)時鋼筋應力與屈服強度的比值屈服強度的比值。平衡粘平衡粘結強度結強度 u2.3.5 鋼筋的錨固和連接臨界錨固長度臨界錨固長度lacr受拉鋼筋的基本錨固長度受拉鋼筋的基本錨固長度鋼筋的外形系數(shù)，光面鋼筋取鋼筋的外形系數(shù)，光面鋼筋取0.16，帶肋鋼筋取，帶肋鋼筋取0.14。n 受拉鋼筋的受拉鋼筋的 基本錨固長度基本錨固長度lababytfldfn 一般情況下受拉鋼筋的錨固長度