混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章

1第三章混凝土結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能

1.掌握土建工程中常用鋼筋的品種、強(qiáng)度等級(jí)和表示符號(hào)。

2.掌握鋼筋的強(qiáng)度性能和變形特點(diǎn)及設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值。

3.了解冷加工鋼筋的性能和工程結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求。

4.了解混凝土的強(qiáng)度等級(jí)及其他強(qiáng)度指標(biāo)的確定方法。理解混凝土在荷載作用和溫濕度變化時(shí)的變形特點(diǎn)以及對(duì)工程結(jié)構(gòu)的影響。

5.了解鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能，理解保證黏結(jié)的工程構(gòu)造措施。學(xué)習(xí)目標(biāo)

2第一節(jié)鋼筋第二節(jié)混凝土第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)

17第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第一節(jié)混凝土的力學(xué)性能一、單軸應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度

1.立方體抗壓強(qiáng)度

《規(guī)范》根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)（20℃±2℃、相對(duì)濕度為95%以上）的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，以fcu,k表示，單位N/mm2(也可記作MPa)。

18第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土強(qiáng)度等級(jí)用符號(hào)C和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值表示。例如C20，即表示fcu,k=20MPa。

《規(guī)范》根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按級(jí)差5MPa，將混凝土從C15到C80共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。C60級(jí)以上的混凝土為高強(qiáng)度混凝土。對(duì)邊長(zhǎng)100mm的非標(biāo)準(zhǔn)立方體試件須將其抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)平均值乘以系數(shù)μ=0.95換算為標(biāo)準(zhǔn)立方體試件的強(qiáng)度；邊長(zhǎng)為200mm的立方體試件，取μ=1.05。

19第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體試件（100×100×300mm或150×150×450mm），按照測(cè)定立方體抗壓強(qiáng)度的條件和方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度，稱(chēng)為棱柱體抗壓強(qiáng)度或軸心抗壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度能較好地反映實(shí)際工程中混凝土的實(shí)際受壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度因受摩擦力的橫向約束影響較小，故較立方體強(qiáng)度小。

20第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度是確定混凝土構(gòu)件的抗裂度和變形等的重要力學(xué)性能指標(biāo)。（1）軸心拉伸試驗(yàn)法

（2）劈拉試驗(yàn)法混凝土軸心抗拉強(qiáng)度較立方體抗壓強(qiáng)度小的多。因此，混凝土主要用于承受壓力。二復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度1雙向應(yīng)力狀態(tài)下2拉剪或壓剪復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)3三向受壓

21第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選擇

《規(guī)范》對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)規(guī)定的最低限值要求見(jiàn)課本12頁(yè)所述。注意表中規(guī)范用語(yǔ)“不應(yīng)”、“不宜”、“不得”。用于基礎(chǔ)墊層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)可采用C10。三、混凝土的變形混凝土的變形分受力變形：由荷載作用產(chǎn)生。體積變形：溫濕度變化引起。1.混凝土在一次短期荷載下的變形

棱柱體試件在一次短期壓力荷載作用下的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。

22第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能(1)上升段OC

1）壓應(yīng)力σ≤0.3fc

的OA段，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系基本為直線，混凝土表現(xiàn)為彈性性質(zhì)；混凝土中的骨料和水泥結(jié)晶體的彈性變形起決定因素。

2）壓應(yīng)力σ接近0.8fc，即B點(diǎn)時(shí)，應(yīng)變?cè)黾痈?；混凝土表現(xiàn)出明顯的塑性性質(zhì)。主要是混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展延伸和水泥凝膠體的粘性流動(dòng)所致。

23第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

3）壓應(yīng)力σ達(dá)到最大值fc，即C

點(diǎn)時(shí)，混凝土內(nèi)部微裂縫不斷產(chǎn)生，并相互貫通，試件表面出現(xiàn)明顯的縱向裂縫而開(kāi)始破壞。相應(yīng)于最大壓應(yīng)力值fc的應(yīng)變?chǔ)?一般為0.002。(2)下降段CE

1）應(yīng)變過(guò)C點(diǎn)后，隨著緩慢的卸荷，應(yīng)力逐漸減小而應(yīng)變卻持續(xù)增加，在D點(diǎn)出現(xiàn)反彎點(diǎn)，相應(yīng)的應(yīng)變稱(chēng)為混凝土的極限壓應(yīng)變?chǔ)與u。εcu值越大，表示混凝土的塑性變形能力越大，構(gòu)件的延性越好，抗震能力較強(qiáng)。εcu值一般可取0.0033。

2）反彎點(diǎn)D之后，因試件壓碎后各塊體間存在咬合力或摩擦力，故曲線仍能繼續(xù)延伸。

24第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（3）影響受壓應(yīng)力與應(yīng)變曲線的因素

1）混凝土的強(qiáng)度越高，曲線越陡，εcu越小。

2）受側(cè)向約束的混凝土，隨著約束作用的增大，混凝土的強(qiáng)度有較大的提高，εcu亦增大。

26第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能計(jì)算混凝土構(gòu)件的變形、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力以及超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力等時(shí)，需要確定混凝土的彈性模量?；炷恋氖軌鹤冃文Ａ靠砂慈缦路椒ù_定：

1）原點(diǎn)切線模量。又稱(chēng)混凝土的彈性模量。在混凝土棱柱體受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線的原點(diǎn)作一切線，則該切線的斜率即為原點(diǎn)切線模量，用Ec表示。即

Ec=tanα0

混凝土的彈性模量

27第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

2）割線模量。又稱(chēng)混凝土的變形模量。即通過(guò)混凝土棱柱體受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線上任一點(diǎn)A的割線斜率，用E’c表示。

E’c=υEc

υ稱(chēng)為混凝土的受壓彈性系數(shù)，一般在0.5~1.0之間變化。

3）切線模量。指混凝土棱柱體受壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線上任一點(diǎn)A的切線斜率,用表示。即

28第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能《規(guī)范》采用對(duì)棱柱體試件重復(fù)加荷卸荷后的直線斜率作為混凝土的受壓彈性模量Ec，通過(guò)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析得出

《規(guī)范》給定了混凝土受壓彈性模量Ec?；炷恋氖芾瓘椥粤磕Ｈ≈低軌簭椥阅Ａ俊；炷恋募糇兡Ａ縂c取0.4Ec。

29第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.

混凝土的徐變(1)徐變的定義混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下，應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時(shí)間不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為混凝土的徐變。(2)徐變應(yīng)變?chǔ)與r與時(shí)間t的變化曲線混凝土棱柱體試件在荷載長(zhǎng)期作用下，應(yīng)變?chǔ)排c時(shí)間t的變化曲線。

30第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能徐變?cè)诔跗诎l(fā)展較快，經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間后趨于穩(wěn)定。徐變應(yīng)變?chǔ)與r與彈性應(yīng)變?chǔ)與e的比值可達(dá)2～4。(3)徐變的分類(lèi)當(dāng)σ≤0.5

fc時(shí)，εcr與σ成正比，稱(chēng)為線性徐變；當(dāng)σ＞0.5

fc時(shí)，εcr較σ增長(zhǎng)更快，稱(chēng)為非線性徐變。當(dāng)σ>0.8

fc時(shí)，徐變變形將導(dǎo)致試件破壞，因此

σ=0.8

fc可作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。(4)徐變產(chǎn)生的主要原因混凝土中水泥凝膠體的粘性流動(dòng)和內(nèi)部微裂縫的發(fā)展所致。

31第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能(5)影響徐變大小的因素加荷應(yīng)力越大，徐變?cè)酱?；水泥用量多或水灰比大，徐變就增大；骨料的彈性模量大，徐變就??；養(yǎng)護(hù)條件好，齡期長(zhǎng)，則徐變就小；使用環(huán)境干燥、高溫，則徐變就較大。(6)徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響使混凝土結(jié)構(gòu)的變形增大；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失；可引起構(gòu)件的截面應(yīng)力重分布。

第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.混凝土在重復(fù)荷載作用下的變形

混凝土棱柱體試件在多次重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線與加荷時(shí)的應(yīng)力大小有關(guān)。當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)某一限值時(shí)，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)加荷后，試件如同彈性體一樣工作而不破壞，則此限值稱(chēng)為混凝土的疲勞強(qiáng)度。用表示?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)越高，疲勞強(qiáng)度也越高；荷載重復(fù)次數(shù)越多，疲勞強(qiáng)度越低；疲勞應(yīng)力比值越小，疲勞強(qiáng)度越低。

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32第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能4.混凝土的體積變形(1)混凝土的收縮混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積會(huì)縮小的現(xiàn)象稱(chēng)為混凝土的收縮?；炷恋氖湛s變形早期發(fā)展較快，之后逐漸減慢，較長(zhǎng)時(shí)間后趨于穩(wěn)定。當(dāng)混凝土的收縮變形受到約束時(shí)，將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，可導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開(kāi)裂或使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。為減小混凝土的收縮，應(yīng)采取增加混凝土的密實(shí)度、加強(qiáng)對(duì)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)或設(shè)置施工縫等措施。

33第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能(2)混凝土的溫度變形混凝土在溫度變化時(shí)，體積熱脹冷縮，稱(chēng)為溫度變形?；炷恋臏囟染€膨脹系數(shù)一般可取1×10-5/℃。當(dāng)混凝土的溫度變形受到約束時(shí)，將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，可使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。故可采取在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位設(shè)置伸縮縫等措施減小溫度變形的不利影響。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距見(jiàn)《規(guī)范》。第二節(jié)混凝土的性能指標(biāo)取值1混凝土的軸心抗拉（壓）強(qiáng)度附錄B附表12混凝土的彈性常數(shù)附錄B附表3剪變模量=40%彈模泊松比0.23混凝土的疲勞性能指標(biāo)4混凝土的熱工參數(shù)

3一、鋼筋的品種1、鋼筋的品種及等級(jí)（1）按化學(xué)成分不同分類(lèi)1）碳素結(jié)構(gòu)鋼低碳鋼（含碳量小于0.25%）；中碳鋼（含碳量0.25%~0.6%）；高碳鋼（含碳量0.6%~1.4%）。

特點(diǎn)：隨著含碳量增加，強(qiáng)度提高，塑性降低。2）普通低合金鋼在碳素鋼化學(xué)元素的基礎(chǔ)上，再加入少量的合金元素，如錳（Mn）、硅（Si）、釩（V）、鈦（Ti）等組成。目的：提高鋼筋的強(qiáng)度，保證其塑性和可焊性。第三節(jié)鋼筋的種類(lèi)及其性能

4(2)按生產(chǎn)加工工藝不同分類(lèi)

1)熱軋鋼筋加工工藝：由低碳鋼、普通低合金鋼在高溫下直接軋制而成。

2)熱處理鋼筋加工工藝：由普通低合金鋼40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr經(jīng)淬火和回火處理后制成。力學(xué)性能；強(qiáng)度高（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1470MPa）,塑性較好。強(qiáng)度等級(jí)及符號(hào)：HPB300—

、HRB335—、

HRB400—和RRB400—R。以及HRB500-工程應(yīng)用：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。

5

表示符號(hào)：φHT；工程應(yīng)用：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

3）鋼絲鋼絲品種：光面鋼絲、螺旋肋鋼絲和三面刻痕的消除應(yīng)力鋼絲。力學(xué)性能：強(qiáng)度高（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1570MPa～1770MPa）。表示符號(hào)：相應(yīng)符號(hào)分別為φP、φH、φI。工程應(yīng)用：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

4）鋼絞線加工工藝：由光面鋼絲絞織而成。力學(xué)性能:強(qiáng)度高（強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1570MPa-1860MPa）。

6表示符號(hào)：φs。工程應(yīng)用：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。（3）按鋼筋的形式外形分類(lèi)：光圓鋼筋（圖a）和變形鋼筋（圖b.c.d）。變形鋼筋：包括月牙肋鋼筋、等高肋鋼筋等，其特點(diǎn)是與混凝土黏結(jié)性好。工程中常用月牙肋鋼筋。

12（4）鋼筋的冷加工1、冷加工鋼筋概念為提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材，在常溫下通過(guò)拉伸等方法對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行機(jī)械加工制成的鋼筋。2、冷加工鋼筋品種及性能1）冷拉鋼筋加工工藝：將熱軋鋼筋拉伸超過(guò)其屈服階段進(jìn)入強(qiáng)化階段的某一應(yīng)力，然后卸荷至零所得到的鋼筋。力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度有一定的提高，抗壓強(qiáng)度維持不變，伸長(zhǎng)率減少，塑性降低。

132）冷拔鋼絲

加工工藝：將熱軋鋼筋用強(qiáng)力拔過(guò)比其直徑小的硬質(zhì)合金拔絲模而成的。力學(xué)性能：多次冷拔后，抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都有大幅度的提高，伸長(zhǎng)率顯著的減小。3）冷軋鋼筋

加工工藝：指以熱軋圓盤(pán)條為母材，經(jīng)冷拉或冷拔減徑后，在其表面軋制具有兩面或三面月牙紋橫肋的冷軋帶肋鋼筋。力學(xué)性能：與冷拔鋼絲的強(qiáng)度基本接近，但塑性較好。

144）冷軋扭鋼筋

加工工藝：將低碳鋼熱軋圓盤(pán)條經(jīng)專(zhuān)用鋼筋冷軋扭機(jī)調(diào)直、冷軋并冷扭一次成型，具有規(guī)定截面形狀和節(jié)距的連續(xù)螺旋狀鋼筋。力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度比軋制前母材的強(qiáng)度有很大的提高，但伸長(zhǎng)率也減少較多。近年來(lái)已生產(chǎn)出多種新品種鋼筋，例如，環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋。

15（5）結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求1）選用強(qiáng)度較高的鋼筋目的：減少構(gòu)件的配筋量，節(jié)約鋼材。避免配筋密集給設(shè)計(jì)、施工造成困難。減少鋼筋的運(yùn)輸、加工、現(xiàn)場(chǎng)綁扎等工作量。要求：優(yōu)先選用HRB400級(jí)和HRB335級(jí)，也可采用

HPB235級(jí)和RRB400級(jí)鋼筋。2）有足夠大的塑性變形能力目的：便于鋼筋施工制作。有利于提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。

163）與混凝土的粘結(jié)好

目的：保證鋼筋和混凝土有效地共同工作。要求：對(duì)強(qiáng)度較高的鋼筋，一般均在其表面軋制月牙紋橫肋、螺旋肋或者刻痕等，以提高粘結(jié)強(qiáng)度。4）良好的可焊性能

目的：保證鋼筋焊接后的質(zhì)量。鋼筋的可焊性：HRB400、HRB335級(jí)主導(dǎo)鋼筋均具有較好的焊接性能，RRB400級(jí)鋼筋焊接受熱回火后強(qiáng)度可能降低。

注意：在嚴(yán)寒地區(qū)尚應(yīng)考慮對(duì)鋼筋低溫性能方面的要求。

7二、鋼筋的強(qiáng)度和變形

按鋼筋受拉的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系不同分:

有明顯屈服點(diǎn)鋼筋，例如熱軋鋼筋。

無(wú)明顯屈服點(diǎn)鋼筋，例如鋼絲和熱處理鋼筋。1、有明顯屈服點(diǎn)鋼筋（1）受拉應(yīng)力－應(yīng)變曲線

a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為比例極限，a點(diǎn)之前的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為σ＝ESε,鋼筋處于彈性階段。

8

b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服強(qiáng)度f(wàn)y

，b點(diǎn)到c點(diǎn)的水平段稱(chēng)為流幅或屈服階段，此時(shí)鋼筋的應(yīng)力保持不變，應(yīng)變急劇增加。

d

點(diǎn)的應(yīng)力稱(chēng)為極限強(qiáng)度f(wàn)u，cd段稱(chēng)為強(qiáng)化階段；d點(diǎn)后，試件產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，斷面減小，變形迅速增大，應(yīng)力明顯降低，直至e點(diǎn)試件斷裂。（2）鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，將在荷載基本不變的情況下產(chǎn)生較大的塑性變形，引起鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形與不可閉合的裂縫。因此，對(duì)有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，在構(gòu)件設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)。

9（3）鋼筋塑性性能

伸長(zhǎng)率和冷彎性能是反映鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)。

1）伸長(zhǎng)率是鋼筋試件拉斷后標(biāo)距間的伸長(zhǎng)值與拉伸前相應(yīng)標(biāo)距間長(zhǎng)度的比值。鋼筋的伸長(zhǎng)率越大，則塑性性能越好，破壞前的預(yù)兆越明顯，屬于延性破壞

2）冷彎是將鋼筋圍繞規(guī)定直徑D的鋼輥彎曲達(dá)到規(guī)定的角度α后，鋼筋無(wú)裂紋或斷裂現(xiàn)象。鋼筋繞過(guò)的鋼輥直徑D越小，彎曲角度α越大，表明其塑性性能越好。

10（4）鋼筋質(zhì)量檢驗(yàn)的主要力學(xué)技術(shù)指標(biāo)

屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎性能是對(duì)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的主要指標(biāo)。

說(shuō)明：鋼筋受壓的壓應(yīng)力與壓應(yīng)變的變化曲線在屈服階段之前與鋼筋受拉基本相同。2、無(wú)明顯屈服點(diǎn)鋼筋（1）受拉應(yīng)力—應(yīng)變曲線由圖可見(jiàn)，鋼筋無(wú)屈服階段，強(qiáng)度較高，最大拉應(yīng)力

σb稱(chēng)為極限抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率很小，塑性變形能力較差。

11（2）鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)一般取相應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力σ0.2作為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)，稱(chēng)為條件屈服強(qiáng)度?！兑?guī)范》對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋，取條件屈服強(qiáng)度為0.85σb。（3）鋼筋質(zhì)量檢驗(yàn)的主要力學(xué)技術(shù)指標(biāo)

極限抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎性能作為質(zhì)量檢驗(yàn)的指標(biāo)。3、鋼筋的彈性模量鋼筋的強(qiáng)度相差較大，但其彈性模量較為接近。用于工程設(shè)計(jì)的鋼筋彈性模量Es見(jiàn)表1-1。三、鋼筋的本構(gòu)關(guān)系四、鋼筋的疲勞

15五、結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求1）選用強(qiáng)度較高的鋼筋目的：減少構(gòu)件的配筋量，節(jié)約鋼材。避免配筋密集給設(shè)計(jì)、施工造成困難。減少鋼筋的運(yùn)輸、加工、現(xiàn)場(chǎng)綁扎等工作量。要求：優(yōu)先選用HRB400級(jí)和HRB335級(jí)，也可采用

HPB235級(jí)和RRB400級(jí)鋼筋。2）有足夠大的塑性變形能力目的：便于鋼筋施工制作。有利于提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能。

163）與混凝土的粘結(jié)好

目的：保證鋼筋和混凝土有效地共同工作。要求：對(duì)強(qiáng)度較高的鋼筋，一般均在其表面軋制月牙紋橫肋、螺旋肋或者刻痕等，以提高粘結(jié)強(qiáng)度。4）良好的可焊性能

目的：保證鋼筋焊接后的質(zhì)量。鋼筋的可焊性：HRB400、HRB335級(jí)主導(dǎo)鋼筋均具有較好的焊接性能，RRB400級(jí)鋼筋焊接受熱回火后強(qiáng)度可能降低。

注意：在嚴(yán)寒地區(qū)尚應(yīng)考慮對(duì)鋼筋低溫性能方面的要求。第四節(jié)鋼筋的性能指標(biāo)取值第四節(jié)鋼筋的性能指標(biāo)取值

34第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第五節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)一、粘結(jié)的作用及產(chǎn)生的原因1.粘結(jié)的作用保證混凝土與鋼筋共同受力變形的最基本條件。2.粘結(jié)產(chǎn)生的原因及組成混凝土中水泥凝膠與鋼筋表面之間的膠結(jié)力。混凝土收縮，將鋼筋緊緊握裹而產(chǎn)生的摩擦力。鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。機(jī)械咬合力較大，約占總粘結(jié)力的50%以上。光圓鋼筋的機(jī)械咬合力較變形鋼筋要小。

35第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能二、粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定及影響因素1.粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度可用拔出試驗(yàn)測(cè)定。2.粘結(jié)應(yīng)力的分布粘結(jié)應(yīng)力的分布為曲線，最大粘結(jié)應(yīng)力發(fā)生在距拔出端一定距離處；當(dāng)鋼筋埋入混凝土中較長(zhǎng)時(shí)，埋入的尾部區(qū)段上粘結(jié)應(yīng)力為零；

36第一章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度高；混凝土的強(qiáng)度等級(jí)高，則粘結(jié)強(qiáng)度也高；鋼筋周?chē)幕炷猎胶?，則粘結(jié)強(qiáng)度也越高；實(shí)際工程中為保證鋼筋與混凝土能夠共同工作，必須采取可靠的工程構(gòu)造措施。

37第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能三、保證粘結(jié)的構(gòu)造措施

1.鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度基本錨固長(zhǎng)度是指鋼筋的拉應(yīng)力σs達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn)y時(shí)，尚未產(chǎn)生粘結(jié)破壞所需的錨固長(zhǎng)度。

《規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)（如懸壁梁的上部受力鋼筋），受拉鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度la為

38第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能對(duì)普通鋼筋對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋式中fy——普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

ft

——混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C40時(shí)，按C40級(jí)取值；

d——鋼筋的公稱(chēng)直徑；

α——鋼筋的外形系數(shù)。

39第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.基本錨固長(zhǎng)度la的修正按公式計(jì)算出的基本錨固長(zhǎng)度la應(yīng)乘以如下修正系數(shù)：

1)當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋的直徑大于25mm時(shí)，錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1。

2)具有環(huán)氧樹(shù)脂涂層的HRB335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋，錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.25。

3)在混凝土施工過(guò)程中鋼筋易受擾動(dòng)（如滑模施工）時(shí)，錨固長(zhǎng)度應(yīng)乘以修正系數(shù)1.1。

4)當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)鋼筋在錨固區(qū)的混凝土保護(hù)層厚度大于鋼筋直徑的3倍且配有箍筋時(shí)，其錨固長(zhǎng)度可乘以修正系數(shù)0.8。

40第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

5)除構(gòu)造需要的錨固長(zhǎng)度外，當(dāng)縱向受力鋼筋的實(shí)際配筋面積大于設(shè)計(jì)計(jì)算面積時(shí)，如有充分依據(jù)和可靠措施，錨固長(zhǎng)度可乘以設(shè)計(jì)計(jì)算面積與實(shí)際配筋面積的比值。對(duì)有抗震設(shè)防要求及直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不得考慮此項(xiàng)修正。上述各項(xiàng)修正系數(shù)可以連乘，但經(jīng)以上修正后的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于按公式計(jì)算出的基本錨固長(zhǎng)度la的0.7倍，且不應(yīng)小于250mm。

6)當(dāng)HRB335、HRB400和RRB400級(jí)縱向受拉鋼筋末端采用如下圖所示機(jī)械錨固措施時(shí)，包括附加錨固端頭在內(nèi)的錨固長(zhǎng)度可取基本錨固長(zhǎng)度la的0.7倍。

41第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能在計(jì)算中充分利用鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，受壓鋼筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于受拉鋼筋基本錨固長(zhǎng)度la的0.7倍。

42第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.鋼筋的連接鋼筋連接接頭的類(lèi)型綁扎搭接接頭機(jī)械連接接頭對(duì)焊接頭電壓焊接頭

《規(guī)范》對(duì)鋼筋連接的主要規(guī)定為：

1）受力鋼筋的接頭宜設(shè)置在構(gòu)件受力較小的部位，同一根鋼筋上宜少設(shè)接頭。

43第三章鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

2)軸心受拉構(gòu)件及小偏心受拉構(gòu)件（如桁架或拱的拉桿）的縱向受力鋼筋不得采用綁扎搭接接頭。當(dāng)受拉