第二章鋼筋及混凝土材料的力學性能

第三章結構材料的力學性能及選用第一節(jié)建筑鋼材第二節(jié)混凝土第三節(jié)鋼筋遇混凝土的相互作用－－粘結力第一節(jié)建筑鋼材一、鋼材的力學性能（一）應力—應變曲線1.有明顯屈服臺階的鋼材:圖3-12.無明顯屈服臺階的鋼材:圖3-3（二）強度1.極限抗拉強度2.屈服強度（1）有明顯屈服臺階的鋼材（2）無明顯屈服臺階的鋼材（三）塑性1.伸長率2.冷彎性能（四）彈性模量

二、鋼材的冷加工（一）鋼筋的冷拉

1.加工方法：在常溫下將鋼筋拉伸至屈服，然后卸載；2.力學性質：經(jīng)過一段時間后，再次拉伸時，其屈服強度將增大，但塑性降低；3.時效硬化：被拉伸至屈服點，經(jīng)過一段時間后，屈服強度增加的現(xiàn)象。（二）鋼筋的冷拔1.加工方法：在常溫下將鋼筋拔過比其自身直徑還小的硬質合金拔絲模拉伸至屈服；2.力學性質：經(jīng)過一段時間后，再次拉伸或壓縮時，其屈服強度將增大，但塑性降低。三、建筑鋼材的品種（一）鋼筋1.熱軋鋼筋；Ⅰ級鋼，HPB235，強度標準值為235N/mm2；Ⅱ級鋼，HRB335，強度標準值為335N/mm2；Ⅲ級鋼，HRB400，強度標準值為400N/mm2；RRB400,強度標準值為400N/mm2。（二）型鋼和鋼板2.鋼鉸線、刻痕鋼絲、消除應力鋼絲、螺旋肋鋼絲、熱處理鋼筋四、鋼材的選用（一）混凝土結構對鋼筋的要求：較高的強度；良好的塑性；良好的可焊性；鋼筋與混凝土良好的粘結力。（二）鋼筋的選用原則1.普通鋼筋－板HPB235,梁、柱HPB235，HRB335，HRB400；2.預應力鋼筋－鋼鉸線、鋼絲和熱處理鋼筋。第二節(jié)混凝土一、混凝土的強度（一）混凝土的抗壓強度1.立方體抗壓強度和立方體抗壓強度標準值（1）立方體抗壓強度的測試方法（2）立方體抗壓強度標準值和混凝土的強度等級2.軸心抗壓強度（二）混凝土的抗拉強度一混凝土的強度1混凝土的立方抗壓強度fcu及強度等級。（1）混凝土的立方抗壓強度確定方法：用邊長為150mm的標準立方體試件，在標準養(yǎng)護條件下（溫度20±3℃，相對濕度不小于90%）養(yǎng)護28天后，按照標準試驗方法（試件的承壓面不涂潤滑劑，加荷速度約每秒0.15～0.3N/mm2）測得的具有95%保證率的抗壓強度，作為混凝土的立方抗壓強度標準值，用符號fcu,k表示。第一節(jié)混凝土的物理力學性能（2）混凝土的強度等級根據(jù)立方體抗壓強度標準值fcu,k的大小，混凝土強度等級分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14級。其中，C60~C80屬高強混凝土。（3）結構對混凝土強度等級的要求鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于Ｃ15；當采用HRB335級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于Ｃ20；當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復荷載的構件，混凝土強度等級不得低于Ｃ20。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于Ｃ30；當采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于Ｃ40。

2.混凝土的軸心抗壓強度fc混凝土軸心抗壓試驗我國采用150mm×150mm×300mm棱柱體試件測得的強度作為混凝土的軸心抗壓強度。3.軸心抗拉強度ft混凝土抗拉試驗混凝土的抗拉強度可采用尺寸為100mm×100mm×500mm的柱體試件進行直接軸心受拉試驗，但其準確性較差。故國內為多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測定。二混凝土的變形

混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。1.混凝土在長期荷載作用下的變形——徐變定義：混凝土在長期不變荷載作用下，應變隨時間繼續(xù)增長的現(xiàn)象，叫做混凝土的徐變。對結構構件的不利影響：增大混凝土構件的變形；在預應力混凝土構件中引起預應力損失等。

影響因素：混凝土的徐變除與構件截面的應力大小和時間長短有關外，還與混凝土所處環(huán)境條件和混凝土的組成有關。養(yǎng)護條件越好，周圍環(huán)境的濕度越大，構件加載前混凝土的強度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密實，集料含量越大，集料剛度越大，則徐變越小。

對結構構件的不利影響：當構件受到約束時，混凝土的收縮就會使構件中產(chǎn)生收縮應力，收縮應力過大，就會使構件產(chǎn)生裂縫，以致影響結構的正常使用；在預應力混凝土構件中混凝土收縮將引起鋼筋預應力值損失，等等。

混凝土不是彈性材料，其應力和應變不呈線性關系，在不同應力階段的變形模量（應力與應變之比）不同，原點切線很難準確地作出。實用中，采用應力上限為（0.4~0.5）fc循環(huán)5~10次后的應力-應變曲線，應力為（0.4~0.5）fc時的割線模量作為混凝土的彈性模量的近似值。

2混凝土的彈性模量1.混凝土的強度等級；2.收縮與徐變的概念。難點提示二、混凝土的變形（一）混凝土在短期加荷下的應力－應變關系1、應力－應變關系2、變形模量（二）混凝土在荷載長期作用下的變形－徐變1、徐變的定義2、徐變對結構的影響3、影響徐變的因素（三）混凝土的收縮1、收縮的定義2、收縮對結構的影響三、混凝土強度等級的選用原則第三節(jié)鋼筋遇混