混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理和力學(xué)性能

混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理和力學(xué)性能第1頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

教學(xué)提示：

鋼筋與混凝土材料的物理和力學(xué)性能是混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論、計(jì)算公式建立的基礎(chǔ)。主要介紹混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能；建筑工程中所用鋼筋的品種、級別及其性能；鋼筋與混凝土的粘結(jié)機(jī)理、鋼筋的錨固與連接構(gòu)造。

教學(xué)要求：

本章要求學(xué)生熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能；掌握混凝土的選用原則；熟悉建筑工程中所用鋼筋的品種、級別及其性能；掌握建筑工程對鋼筋性能的要求及選用原則；了解鋼筋與混凝土共同工作的原理，熟悉保證鋼筋與混凝土之間協(xié)同工作的構(gòu)造措施。第2頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土這兩種性質(zhì)不相同的材料組成，它們共同承受和傳遞結(jié)構(gòu)的荷載?；炷两Y(jié)構(gòu)的計(jì)算理論、計(jì)算公式的建立，都與這兩種材料的力學(xué)性能密切相關(guān)。因此，了解鋼筋和混凝土這兩種材料的力學(xué)性能是非常重要的。本章主要介紹鋼筋與混凝土的物理和力學(xué)性能、共同工作的原理及這兩種材料在工程中的選用原則。第3頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月●2.1混凝土●2.2鋼筋●2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)●2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造●2.5思考題●2.6習(xí)題本章內(nèi)容第4頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1混凝土

普通混凝土是由水泥、石子和砂3種材料用水拌和經(jīng)凝固硬化后形成的人造石材，是一種多相復(fù)合材料?；炷林械目紫?、界面微裂縫等缺陷往往是混凝土受力破壞的起源，在荷載作用下，微裂縫的擴(kuò)展對混凝土的力學(xué)性能有著極為重要的影響。由于水泥膠體的硬化過程需要多年才能完成，所以混凝土的強(qiáng)度和變形也隨時(shí)間逐漸增長。第5頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度是其受力性能的一個(gè)基本指標(biāo)。荷載的性質(zhì)不同及混凝土受力條件不同，混凝土就會(huì)具有不同的強(qiáng)度。工程中常用的混凝土強(qiáng)度有：立方體抗壓強(qiáng)度棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度等2.1混凝土第6頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月1.混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)1)立方體抗壓強(qiáng)度

采用標(biāo)準(zhǔn)試塊(規(guī)范規(guī)定邊長為150mm的混凝土立方體)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下(溫度為20℃±3℃，相對濕度在90%以上)養(yǎng)護(hù)28天，按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(中心加載，平均速度為0.3～0.8MPa/s，試件上下表面不涂潤滑劑)測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu,k(N/mm2)。

2.1混凝土第7頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月1.混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)1)立方體抗壓強(qiáng)度《規(guī)范》規(guī)定，混凝土強(qiáng)度等級按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，用符號fcuk表示，共14個(gè)等級，即C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。例如，C40表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為40N/mm2。其中，C50及C50以上為高強(qiáng)混凝土。

2.1混凝土第8頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月立方體抗壓強(qiáng)度受試件尺寸、試驗(yàn)方法和齡期因素的影響。不同尺寸的立方體試件所測得的強(qiáng)度不同。尺寸越大，測得的強(qiáng)度越低。邊長為l00mm或200mm的立方體試件測得的強(qiáng)度要轉(zhuǎn)換為邊長150mm試件的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)分別乘以尺寸效應(yīng)換算系數(shù)0.95或1.05。其它形狀和尺寸的混凝土試塊的強(qiáng)度須乘不同的換算系數(shù)。2.1混凝土第9頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1混凝土不涂油脂(b)涂油脂圖2.1立方體抗壓強(qiáng)度試塊圖2.2混凝土立方體強(qiáng)度隨齡期的變化第10頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土的立方體強(qiáng)度與齡期有關(guān)

如圖2.2所示。圖中曲線1、2分別代表在潮濕環(huán)境和干燥環(huán)境下測得的數(shù)據(jù)?；炷恋牧⒎襟w抗壓強(qiáng)度隨著齡期逐漸增長，增長速度開始時(shí)較快，后來逐漸緩慢，強(qiáng)度增長過程往往要延續(xù)幾年，在潮濕環(huán)境中往往延續(xù)更長。2.1混凝土第11頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

2)棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體比立方體能更好地反映混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗壓能力?！兑?guī)范》規(guī)定以150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號fck表示。試件的高寬比一般取為3～4。2.1混凝土第12頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖2.4所示是根據(jù)我國所做的混凝土棱柱體與立方體抗壓強(qiáng)度對比試驗(yàn)的結(jié)果。從圖中可以看到，試驗(yàn)值與的統(tǒng)計(jì)平均值大致成一條直線，它們的比值大致為0.7～0.92，強(qiáng)度大的比值大些。2.1混凝土圖2.3混凝土棱柱體抗壓試驗(yàn)及試件破壞情況圖2.4混凝土軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的關(guān)系第13頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系，《規(guī)范》按下式確定： (2-1)式中，——棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比值，對C50及C50以下混凝土取=0.76，對C80混凝土取=0.82，中間按線性規(guī)律取值；——高強(qiáng)度混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40及以下取=1.00，對C80取=0.87，中間按線性規(guī)律取值。0.88——考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異而取用的折減系數(shù)。2.1混凝土第14頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月3)軸心抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度也是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一，用它可確定混凝土抗裂能力，也可間接地衡量混凝土的沖切強(qiáng)度等其他力學(xué)性能?；炷凛S心抗拉強(qiáng)度很低，且較離散，一般為立方體強(qiáng)度的1/18～1/10。按劈裂試驗(yàn)間接測定混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度，其劈拉強(qiáng)度即為混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度ftk，可按下式計(jì)算： (2-2)(2-3)

式中，Pu——破壞荷載；d——立方體試件的邊長或圓柱體試件的直徑；L——圓柱體試件的長度。2.1混凝土第15頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月試驗(yàn)表明，劈裂抗拉強(qiáng)度略大于直接受拉強(qiáng)度。軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k的關(guān)系為:

(2-4)2.1混凝土圖2.5混凝土劈裂試驗(yàn)示意圖Ftk=0.395fcu,k0.55第16頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.混凝土復(fù)合受力強(qiáng)度在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件的受力情況中單向受力很少，而往往受軸力、彎矩、剪力、扭矩等不同組合力的作用，處于復(fù)雜的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。1)雙向受力對于雙向應(yīng)力狀態(tài)，兩個(gè)相互垂直的平面上作用有法向應(yīng)力時(shí)，其混凝土強(qiáng)度變化曲線如圖2.6所示。2.1混凝土圖2.6雙向受力下的應(yīng)力狀態(tài)第17頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月1、雙向受壓時(shí)(第Ⅲ象限)混凝土一向的強(qiáng)度隨另一向壓應(yīng)力的增加而增加。雙向受壓混凝土的強(qiáng)度要比單向受壓的強(qiáng)度最多可提高約27%。2、雙向受拉時(shí)(第Ⅰ象限)混凝土一向的抗拉強(qiáng)度與另一向拉應(yīng)力大小基本無關(guān)，即抗拉強(qiáng)度和單向應(yīng)力時(shí)的抗拉強(qiáng)度基本相等。3、一向受拉，一向受壓時(shí)(第Ⅱ、Ⅳ象限)混凝土的強(qiáng)度均低于單向受力的強(qiáng)度。2.1混凝土第18頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2)三向受壓混凝土在三向受壓的情況下，由于受到側(cè)向壓力的約束作用，延遲和限制了沿軸線方向的內(nèi)部微裂縫的發(fā)生和發(fā)展，因而混凝土受壓后的極限抗壓強(qiáng)度和極限應(yīng)變均有顯著的提高和發(fā)展。由試驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)公式為：

(2-5)式中，——三軸受壓狀態(tài)混凝土圓柱體沿縱軸的抗壓強(qiáng)度；——混凝土單軸受壓時(shí)的抗壓強(qiáng)度；

——側(cè)向約束壓應(yīng)力。三軸受壓時(shí)，混凝土的強(qiáng)度及變形能力均有較大的提高。在實(shí)際工程中，常利用此特性來提高混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度和變形能力。例如采用螺旋箍筋、加密箍筋等。2.1混凝土第19頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月3)局部受壓強(qiáng)度當(dāng)構(gòu)件的承壓面積A大于荷載的局部傳力面積Ac時(shí)(如圖2.7所示)，承壓混凝土局部受力，周圍混凝土對核心混凝土受壓后產(chǎn)生的側(cè)向變形有約束作用，所以，局部承壓強(qiáng)度比棱柱體強(qiáng)度要高。局部承壓強(qiáng)度，以fcl表示。按公式(2-6)計(jì)算：

(2-6)式中，——局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù)，大于1，其值可用計(jì)算。2.1混凝土第20頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.7混凝土局部承壓示意圖圖2.8法向正應(yīng)力和剪應(yīng)力組合受力時(shí)的混凝土強(qiáng)度曲線2.1混凝土第21頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月4)單軸正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用時(shí)的強(qiáng)度圖2.8所示為法向正應(yīng)力和剪應(yīng)力組合受力時(shí)的混凝土強(qiáng)度曲線。圖中面積可分為3個(gè)區(qū)域：Ⅰ區(qū)為拉剪狀態(tài)，隨的加大，抗拉強(qiáng)度下降；Ⅱ區(qū)為壓剪狀態(tài)，隨增大，抗剪強(qiáng)度增加；Ⅲ區(qū)為壓剪狀態(tài)，隨進(jìn)一步加大，抗剪能力反而開始下降。所以當(dāng)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)剪應(yīng)力時(shí)，其抗壓強(qiáng)度會(huì)有所降低，而且抗拉強(qiáng)度也會(huì)降低。2.1混凝土第22頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.2混凝土的變形

混凝土的變形一般有兩種。一種是受力變形，如混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復(fù)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生變形。另一種是體積變形，如混凝土由于硬化過程中的收縮以及溫度和濕度變化也會(huì)產(chǎn)生變形。變形也是混凝土的一個(gè)重要力學(xué)性能。2.1混凝土第23頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月1.單軸向受壓時(shí)混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系(1)一次短期加載下混凝土的變形性能圖2.9所示為棱柱體試件一次短期加荷下混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€，反映了受荷各階段混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化及破壞機(jī)理，是研究混凝土結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度理論的重要依據(jù)。曲線分為上升段OC和下降段CE兩部分。上升段又可分為3段：OA段為第Ⅰ階段，=(0.3～0.4)fc，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱為彈性階段。AB段為第Ⅱ階段，=(0.3～0.8)fc，由于水泥凝膠體的塑性變形，應(yīng)力-應(yīng)變曲線開始凸向應(yīng)力軸，隨著加大，微裂縫開始擴(kuò)展，并出現(xiàn)新的裂縫，=0.8fc可作為混凝土長期荷載作用下的極限強(qiáng)度。BC段為第Ⅲ階段，>fc，此時(shí)，微裂縫發(fā)展貫通，應(yīng)變增長更快，直至應(yīng)力峰值點(diǎn)C，該峰值應(yīng)力通常作為混凝土棱柱體的抗壓強(qiáng)度fc，相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變?chǔ)?，其值取0.0015～0.0025，通常取為0.002。2.1混凝土第24頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月C點(diǎn)以后，進(jìn)入下降段CE，裂縫繼續(xù)擴(kuò)展、貫通，變形快速發(fā)展，使應(yīng)力-應(yīng)變曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)D，直至收斂點(diǎn)E，曲線平緩下降，這時(shí)貫通的主裂縫已經(jīng)很寬。圖2.9混凝土棱柱體受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線2.1混凝土第25頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線目前較常用的有美國E．Hognestad建議的方程(如圖2.10所示)和德國Rusch建議的方程(如圖2.11所示)。(1)E.Hognestad應(yīng)力-應(yīng)變曲線(如圖2.10所示)：該模型上升段為二次拋物線，下降段為斜直線。上升段：≤ (2-7)下降段：≤≤ (2-8)式中，——峰值強(qiáng)度；——相應(yīng)于峰值應(yīng)力時(shí)的應(yīng)變，取；——極限壓應(yīng)變，取。2.1混凝土第26頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)Rusch應(yīng)力-應(yīng)變曲線(如圖2.11所示)：該模型上升段為二次拋物線，下降段為水平直線。上升段：≤ (2-9)下降段：≤≤ (2-10)(3)GB50010—2002采用的模型：GB50010—2002采用Rusch應(yīng)力-應(yīng)變曲線，但取。

圖2.10E.Hognestad應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2.11Rusch應(yīng)力-應(yīng)變曲線2.1混凝土第27頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2)混凝土的變形模量混凝土與彈性材料不同，受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是一條曲線，在不同的應(yīng)力階段，應(yīng)力與應(yīng)變之比的變形模量不是一個(gè)常數(shù)?；炷恋淖冃文Ａ坑腥缦?種表示方法。(1)混凝土的初始彈性模量(原點(diǎn)模量)：如圖2.12所示，為應(yīng)力-應(yīng)變曲線原點(diǎn)處的切線斜率，稱為混凝土的初始彈性模量。

(2-11)式中,ao——砼應(yīng)力-應(yīng)變曲線原點(diǎn)處的切線與橫坐標(biāo)的夾角。2.1混凝土E0=tana0第28頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)混凝土的彈性模量由于初始彈性模量不易從試驗(yàn)中測定,目前通用的做法是采用棱柱體(150mm×150mm×300mm)試件，先加載至，然后卸載至零，再重復(fù)加載卸載。隨著加載次數(shù)增加(5～10次)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線漸趨穩(wěn)定并基本上趨于直線，該直線的斜率即定為混凝土的彈性模量。統(tǒng)計(jì)得混凝土彈性模量與立方體強(qiáng)度的關(guān)系為：

x103

(2-12)混凝土進(jìn)入塑性階段后，初始的彈性模量已不能反映這時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變性質(zhì)，因此，有時(shí)用變形模量或切線模量來表示這時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。2.1混凝土第29頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.12混凝土變形模量的表示方法2.1混凝土第30頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)混凝土的變形模量：在圖2.12中O點(diǎn)至曲線任一點(diǎn)應(yīng)力為處割線的斜率，稱為任意點(diǎn)割線模量或稱變形模量。它的表達(dá)式為：

(2-13)由于總變形中包含彈性變形和塑性變形兩部分。混凝土的變形模量是個(gè)變值，它與彈性模量的關(guān)系如下： (2-14)式中，——彈性系數(shù)，與混凝土所受的應(yīng)力大小有關(guān)。2.1混凝土第31頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

(4)混凝土的切線模量：過混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線上某一點(diǎn)作一切線，如圖2.12所示，其切線的斜率稱為該點(diǎn)的切線模量。

(2-15)可見，混凝土的切線模量是一個(gè)變值，它隨著混凝土應(yīng)力的增大而減小。2.1混凝土第32頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.重復(fù)荷載下混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系(疲勞變形)圖2.13(a)所示，是混凝土棱柱體(150mm×150mm×450mm)在多次重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。當(dāng)混凝土棱柱體一次短期加荷，其應(yīng)力達(dá)到A點(diǎn)時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線為OA，此時(shí)卸荷至零，其卸荷的應(yīng)力-應(yīng)變曲線為AB，如果停留一段時(shí)間，再量測試件的變形，發(fā)現(xiàn)變形恢復(fù)一部分而到達(dá)B'，則BB'恢復(fù)的變形稱為彈性后效，而不能恢復(fù)的變形B'O稱為殘余變形。2.1混凝土第33頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.13(b)所示是混凝土棱柱體在多次重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。若加荷、卸荷循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，當(dāng)小于疲勞強(qiáng)度時(shí)，在一定循環(huán)次數(shù)內(nèi)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線也接近直線EF；如果大于，循環(huán)若干次以后，由于累積變形超過混凝土的變形能力而破壞，破壞時(shí)裂縫小但變形大，這種現(xiàn)象稱為疲勞。塑性變形收斂與不收斂的界限，就是材料的疲勞強(qiáng)度，大致在(0.4～0.5)fc左右，此值與荷載的重復(fù)次數(shù)、荷載變化幅值及混凝土強(qiáng)度等級有關(guān)，通常以使材料破壞所需的荷載循環(huán)次數(shù)不少于200萬次時(shí)的疲勞應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度。2.1混凝土第34頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)(b)圖2.13混凝土在重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線2.1混凝土第35頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月混凝土的疲勞強(qiáng)度與重復(fù)作用時(shí)應(yīng)力變化的幅度有關(guān)。在相同的重復(fù)次數(shù)下，疲勞強(qiáng)度隨著疲勞應(yīng)力比值的增大而增大，疲勞應(yīng)力比值按下式計(jì)算： (2-16)式中，、——分別表示構(gòu)件截面同一纖維上的混凝土最小應(yīng)力及最大應(yīng)力。2.1混凝土第36頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月3.單軸受拉時(shí)混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系混凝土受拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線形狀與受壓時(shí)是相似的，如圖2.14所示：只不過其峰值應(yīng)力和應(yīng)變均比受壓時(shí)小很多；受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線的原點(diǎn)切線斜率與受壓時(shí)是基本一致的；當(dāng)拉應(yīng)力≤0.5ft時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線接近于直線，隨著應(yīng)力的增大，曲線逐漸偏離直線，反映了混凝土受拉時(shí)塑性變形的發(fā)展。在構(gòu)件計(jì)算中，取=1×10-4～1.5×10-4。當(dāng)=ft時(shí)，彈性特征系數(shù)≈，相應(yīng)于ft的變形模量為：2.1混凝土第37頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.14混凝土受拉時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線2.1混凝土第38頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月4.混凝土的收縮混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為收縮；在水中結(jié)硬時(shí)體積增大的現(xiàn)象稱為膨脹。圖2.15所示混凝土自由收縮試驗(yàn)結(jié)果。最終收縮應(yīng)變大約為(2～5)×10-4，一般取收縮應(yīng)變值為3×10-4。引起收縮的重要因素：干燥失水。所以構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)條件、使用環(huán)境的溫濕度都對混凝土的收縮有影響。使用環(huán)境的溫度越高、濕度越低，收縮越大，蒸汽養(yǎng)護(hù)的收縮值要小于常溫養(yǎng)護(hù)的收縮值，這是因?yàn)樵诟邷?、高濕條件下養(yǎng)護(hù)可加快水化和凝結(jié)硬化作用。2.1混凝土第39頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月在工程中，養(yǎng)護(hù)不好、混凝土構(gòu)件的四周受約束而阻止混凝土的收縮時(shí)，混凝土表面易出現(xiàn)收縮裂縫。試驗(yàn)還表明：水泥強(qiáng)度等級越高，收縮越大；水泥用量越多、水灰比越大，收縮越大；骨料的級配越好、彈性模量越大，收縮越?。火B(yǎng)護(hù)時(shí)溫、濕度越大，收縮越?。粯?gòu)件的體積與表面積比值大時(shí)，收縮小。圖2.15混凝土的收縮2.1混凝土第40頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.混凝土的徐變結(jié)構(gòu)在荷載或應(yīng)力保持不變的情況下，變形或應(yīng)變隨時(shí)間增長的現(xiàn)象稱為徐變。徐變對于結(jié)構(gòu)的變形和強(qiáng)度、預(yù)應(yīng)力砼中的鋼筋應(yīng)力損失有重要的影響。如圖2.16所示，當(dāng)加荷應(yīng)力達(dá)到0.5fc時(shí)，其加荷瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r(shí)應(yīng)變，若荷載保持不變，隨著加荷時(shí)間的增長，應(yīng)變也將繼續(xù)增長，這就是混凝土的徐變應(yīng)變，通常，徐變開始時(shí)增長較快，以后逐漸減慢，經(jīng)過一定時(shí)間后，徐變趨于穩(wěn)定，徐變應(yīng)變值約為瞬時(shí)彈性應(yīng)變的1～4倍。兩年后卸載，能恢復(fù)的變形稱為彈性后效，大部分不可恢復(fù)變形為殘余應(yīng)變。2.1混凝土第41頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.16混凝土的徐變2.1混凝土第42頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.17應(yīng)力與徐變的關(guān)系2.1混凝土第43頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

影響徐變的主要因素：

混凝土的應(yīng)力條件是影響徐變的主要因素。加荷時(shí)混凝土的齡期越長，徐變越小，混凝土的應(yīng)力越大，徐變越大。圖2.17所示：當(dāng)應(yīng)力≤0.5fc時(shí)，曲線接近等距離分布，說明徐變與初應(yīng)力成正比，這種情況稱為線性徐變。其加載初期徐變增長較快，6個(gè)月時(shí)，一般已完成徐變的大部分，后期徐變增長逐漸減小，一年以后趨于穩(wěn)定，一般認(rèn)為3年徐變基本終止；當(dāng)=(0.5～0.8)fc時(shí)，徐變與應(yīng)力不成正比，徐變變形增長較快，這種情況稱為非線性徐變；當(dāng)應(yīng)力>0.8fc時(shí)，徐變的發(fā)展不再收斂，最終將導(dǎo)致混凝土破壞。實(shí)際工程中，=0.8fc即為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。2.1混凝土第44頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月影響混凝土徐變其它因素：水泥用量越多和水灰比越大，徐變也越大；骨料越堅(jiān)硬、彈性模量越高，徐變就越?。还橇系南鄬w積越大，徐變越小；養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度高、濕度大、水泥水化作用充分，徐變就小。實(shí)踐證明，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減小約20%～35%；如環(huán)境溫度為70℃的試件受荷一年后的徐變，要比溫度為20℃的試件大1倍以上，因此，高溫干燥環(huán)境將使徐變顯著增大。2.1混凝土第45頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3混凝土的選用原則《規(guī)范》規(guī)定：鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C15；當(dāng)采用HRB335級鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20；當(dāng)采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不得低于C40；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30；當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C40。公路橋涵工程中，對混凝土強(qiáng)度等級的要求比建筑結(jié)構(gòu)的要高。2.1混凝土第46頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1鋼筋的品種和級別在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋品種很多，主要有兩大類：一類是有明顯屈服點(diǎn)(流幅)的鋼筋，如熱軋鋼筋；另一類是無明顯屈服點(diǎn)(流幅)的鋼筋，如鋼絲、鋼鉸線及熱處理鋼筋。按外形分，鋼筋可分為光面鋼筋和變形鋼筋兩種。變形鋼筋有熱軋螺紋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋等，如圖2.18所示。2.2鋼筋圖2.18鋼筋的外形示意圖第47頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1鋼筋的品種和級別光面鋼筋直徑為6～50mm，握裹性能稍差；變形鋼筋直徑一般大于10mm，握裹性能好，其直徑是“標(biāo)志尺寸”，即與光面鋼筋具有相同重量的“當(dāng)量直徑”，其截面面積即按此當(dāng)量直徑確定。2.2鋼筋圖2.18鋼筋的外形示意圖第48頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

按化學(xué)成分劃分：分為碳素鋼和普通低合金鋼兩類。碳素鋼根據(jù)含碳量的多少又可分為低碳鋼(含碳量<0.25%)、中碳鋼(含碳量為0.25%～0.6%)、高碳鋼(含碳量為0.6%～1.4%)，含碳量越高，強(qiáng)度越高，但塑性與可焊性降低。普通低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加小于5%的合金元素的鋼材，具有強(qiáng)度高、塑性和低溫沖擊韌性好等特點(diǎn)。通常加入的合金元素有硅(Si)、錳(Mn)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Gr)、鈮(Nb)等。如目前我國生產(chǎn)的品種有20MnSi、20MnSiNb、40Si2Mn、45Si2Cr等，代號前邊的數(shù)字表示含碳量的百分?jǐn)?shù)，元素符號后的數(shù)字表示合金含量的百分?jǐn)?shù)，如數(shù)字2表示含量1.5%～2.5%，元素符號后面無數(shù)字表示平均含量小于1.5%。2.2鋼筋第49頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月按鋼筋的加工方法，又可將其分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋、冷加工鋼筋、冷軋鋼筋等。熱軋鋼筋是由低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀況下軋制而成，屬于軟鋼。常用熱軋鋼筋的種類、代表符號和直徑范圍見表2-1。2.2鋼筋強(qiáng)度等級代號鋼種符號d/mmHPB235Q235

8

20HRB33520MnSi

6

50HRB40020MnSiV，20MnSiNb，20MnTi6

50RRB400K20MnSi

R8

40表2-1常用熱軋鋼筋的種類、代表符號和直徑范圍第50頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2鋼筋(a)刻痕鋼絲(b)鋼絞線圖2.19強(qiáng)度鋼絲與鋼絞線第51頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.2.2鋼筋的強(qiáng)度與變形1.有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（如圖2.20所示）其應(yīng)力-應(yīng)變曲線分四個(gè)階段：OA：彈性階段。A點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力稱為比例極限。AC：屈服階段。曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的屈服平臺(tái)，B’點(diǎn)屈服上限，B點(diǎn)下屈服點(diǎn)，通常屈服強(qiáng)度是按下屈服點(diǎn)來確定的。CD：強(qiáng)化階段。鋼筋的抗拉能力達(dá)最高點(diǎn)D，相應(yīng)的應(yīng)力稱為鋼筋的極限強(qiáng)度。DE：局部變形階段。試件發(fā)生較大的塑性變形，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，直至E點(diǎn)斷裂破壞。2.2鋼筋第52頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.2.2鋼筋的強(qiáng)度與變形1.有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（如圖2.20所示）對有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，屈服點(diǎn)所對應(yīng)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度，是重要的力學(xué)指標(biāo)。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)鋼筋超過屈服強(qiáng)度時(shí)就會(huì)發(fā)生很大的塑性變形，此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件也會(huì)出現(xiàn)較大變形或裂縫，導(dǎo)致構(gòu)件不能正常使用。所以，在計(jì)算承載力時(shí)，以屈服點(diǎn)作為鋼筋強(qiáng)度值。2.2鋼筋第53頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

鋼筋還應(yīng)具有一定的塑性變形能力，通常用伸長率和冷彎性能指標(biāo)衡量鋼筋的塑性。鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率稱為伸長率，表示材料在破壞時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變大小，用公式表示為： (2-17)式中，——伸長率；——拉斷時(shí)的鋼筋長度；

——鋼筋原長。2.2鋼筋第54頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2鋼筋圖2.20有明顯流幅的

曲線圖2.21鋼筋冷彎試驗(yàn)示意圖第55頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月伸長率越大，材料的塑性越好。冷彎性能是指鋼筋在常溫下達(dá)到一定彎曲程度而不破壞的能力。冷彎試驗(yàn)是將直徑為d的鋼筋繞彎芯直徑D彎曲到規(guī)定的角度，通過檢查被彎曲后的鋼筋試件是否發(fā)生裂紋、斷裂及起層來判斷合格與否，如圖2.21所示。彎芯的直徑D越小，彎轉(zhuǎn)角越大，說明鋼筋的塑性越好。2.2鋼筋圖2.22無明顯流幅的

-

曲線第56頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（圖2.22所示）無明顯流幅的鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線，大約在極限抗拉強(qiáng)度的65%以前，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為直線，此后，鋼筋表現(xiàn)出塑性性質(zhì)，直至到曲線最高點(diǎn)之前都沒有明顯的屈服點(diǎn)，曲線最高點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力稱為極限抗拉強(qiáng)度。對無明顯流幅的鋼筋，如預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、和熱處理鋼筋，《規(guī)范》規(guī)定設(shè)計(jì)時(shí)，取極限抗拉強(qiáng)度的85%作為條件屈服點(diǎn)，加載至該點(diǎn)后對應(yīng)的殘余應(yīng)變?yōu)?.2%，鋼筋強(qiáng)度的取值為0.85，稱條件屈服強(qiáng)度，為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度。鋼筋的伸長率、冷彎性能的概念與有明顯流幅的鋼筋相同。2.2鋼筋第57頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月3.鋼筋的彈性模量鋼筋的彈性模量為鋼筋拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線在屈服點(diǎn)前的直線的斜率，即：

(2-18)4.鋼筋的設(shè)計(jì)指標(biāo)《規(guī)范》規(guī)定強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。熱軋鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按屈服強(qiáng)度確定，符號為；預(yù)應(yīng)力鋼絞線和鋼絲的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)極限強(qiáng)度確定，符號為，見附表1-5。2.2鋼筋第58頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.2.3鋼筋的冷加工及塑性性能

鋼筋的冷加工是指在常溫下采用某種工藝對熱軋鋼筋進(jìn)行加工而得到的鋼筋。常用的工藝有：冷拉、冷拔、冷軋與冷軋扭四種。冷加工的目的主要是為了提高鋼筋的強(qiáng)度和節(jié)約鋼材，但經(jīng)冷加工后的鋼筋雖然強(qiáng)度提高了，但塑性明顯降低，只有經(jīng)冷拉的鋼筋仍具有屈服點(diǎn)，其余的都無明顯的屈服點(diǎn)。2.2鋼筋第59頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.冷拉冷拉：是用超過屈服強(qiáng)度的應(yīng)力對熱軋鋼筋進(jìn)行拉伸。如圖2.23所示。當(dāng)拉伸到K點(diǎn)()后卸載，在卸載過程中，應(yīng)力-應(yīng)變曲線沿著直線KO’回到O’點(diǎn)，鋼筋產(chǎn)生殘余變形為OO’。如果立即重新加載張拉，則應(yīng)力-應(yīng)變曲線仍沿著O’KDE變化，即彈性模量不變。但屈服點(diǎn)卻從原來的B點(diǎn)提高到K點(diǎn)，說明鋼筋的屈服強(qiáng)度提高了，但沒有出現(xiàn)流幅，盡管極限破壞強(qiáng)度沒有變，但延性降低了，如圖中的虛線所示。冷拉時(shí)效：如果停留一段時(shí)間后再進(jìn)行張拉，則應(yīng)力-應(yīng)變曲線沿著O'KK'D'E'變化，屈服點(diǎn)從K又提高到K'點(diǎn)，即屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高，且流幅較明顯，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效硬化。但應(yīng)注意，冷拉只能提高其抗拉強(qiáng)度，不能提高其抗壓強(qiáng)度。2.2鋼筋第60頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2鋼筋圖2.23鋼筋冷拉的曲線圖2.24冷拔對鋼筋曲線的影響第61頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.冷拔

冷拔是將鋼筋用強(qiáng)力數(shù)次拔過比其直徑小的硬質(zhì)合金模具。在冷拔的過程中，鋼筋受到縱向拉力和橫向壓力的作用，其內(nèi)部晶格發(fā)生變化，截面變小而長度增加，鋼筋強(qiáng)度明顯提高，但塑性則顯著降低，且沒有明顯的屈服點(diǎn)，如圖2.24所示。冷拔可以同時(shí)提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。2.2鋼筋第62頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月3.冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是用熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的三面或二面橫肋的鋼筋，如圖2.25所示。它的極限強(qiáng)度與冷拔低碳鋼絲相近，但伸長率有明顯提高。用這種鋼筋逐步取代普通低碳鋼筋和冷拔低碳鋼絲，可以改善構(gòu)件在正常使用階段的受力性能且節(jié)省鋼材。2.2鋼筋第63頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2鋼筋圖2.25冷軋帶肋鋼筋示意圖第64頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月4.冷軋扭鋼筋

冷軋扭鋼筋是經(jīng)專用鋼筋冷軋扭機(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，如圖2.26所示。(a)I型—矩形(b)Ⅱ型—菱形圖2.26冷軋扭鋼筋外形(t——軋扁厚度、l1——節(jié)距)2.2鋼筋第65頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.4鋼筋的疲勞特性鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，突然脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞破壞。鋼筋的疲勞強(qiáng)度與一次循環(huán)應(yīng)力中的應(yīng)力幅度有關(guān)，是指在某一規(guī)定應(yīng)力幅度內(nèi)，經(jīng)受一定次數(shù)循環(huán)后發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值（小于正常值）。我國要求滿足循環(huán)次數(shù)為200萬次。鋼筋疲勞斷裂的原因：一般認(rèn)為是首先從局部缺陷處形成細(xì)小裂紋，裂紋尖端處的應(yīng)力集中使其逐漸擴(kuò)展直至最后斷裂。2.2鋼筋第66頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.5選用鋼筋的原則鋼砼結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定選用：①鋼砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋宜優(yōu)先采用HRB400級和HRB335級鋼筋，以節(jié)省鋼材，也可采用HPB235級和RRB400級熱軋鋼筋以及強(qiáng)度級別較低的冷拔、冷軋和冷軋扭鋼筋。②預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、中高強(qiáng)鋼絲，也可以采用熱處理鋼筋，除此之外，還可以采用冷拉鋼筋和強(qiáng)度級別較高的冷拔低碳鋼絲和冷軋扭鋼筋。為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量，應(yīng)盡量選用強(qiáng)度較高、塑性較好、價(jià)格較低的鋼材。2.2鋼筋第67頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.1粘結(jié)力鋼筋與混凝土能夠結(jié)合在一起共同工作，主要有兩個(gè)因素：①二者具有相近的線膨脹系數(shù)；②由于混凝土硬化后，鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力。鋼筋混凝土受力后會(huì)沿其接觸面產(chǎn)生剪應(yīng)力，通常把這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)應(yīng)力。粘結(jié)作用可以用如圖2.27所示的鋼筋和其周圍混凝土之間產(chǎn)生的粘結(jié)應(yīng)力來說明。2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第68頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)錨固粘結(jié)應(yīng)力(b)裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力圖2.27鋼筋和混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力示意圖2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第69頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2粘結(jié)機(jī)理1.粘結(jié)力的組成一般粘結(jié)力由以下四部分組成：①化學(xué)膠結(jié)力：由混凝土中水泥凝膠體和鋼筋表面化學(xué)變化而產(chǎn)生的吸附作用力，這種作用力很弱，一旦鋼筋與混凝土接觸面上發(fā)生相對滑移即消失。②摩阻力(握裹力)：混凝土收縮后緊緊地握裹住鋼筋而產(chǎn)生的力。這種摩擦力與壓應(yīng)力大小及接觸界面的粗糙程度有關(guān)，擠壓應(yīng)力越大、接觸面越粗糙，則摩阻力越大。③機(jī)械咬合力：由于鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用力。變形鋼筋的橫肋會(huì)產(chǎn)生這種咬合力。④鋼筋端部的錨固力：一般是通過鋼筋端部的彎鉤、彎折、在鋼筋端部焊短鋼筋或焊短角鋼來提供的錨固力。2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第70頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.粘結(jié)強(qiáng)度鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度通常采用如圖2.28所示的直接拔出試驗(yàn)來測定，通常按下式計(jì)算平均粘結(jié)應(yīng)力： (2-19)式中，P——拔出力；d——鋼筋直徑；——錨固長度。由拔出試驗(yàn)知，粘結(jié)應(yīng)力和相對滑移曲線如圖2.29所示，粘結(jié)性能與混凝土強(qiáng)度有關(guān)系，混凝土強(qiáng)度等級越高，粘結(jié)強(qiáng)度越大，相對滑移越小，粘結(jié)錨固性能越好，劈裂破壞粘結(jié)強(qiáng)度較高。2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第71頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月圖2.28鋼筋拔出試驗(yàn)圖2.29不同強(qiáng)度混凝土的黏結(jié)應(yīng)力和相對滑移曲線2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第72頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.3影響粘結(jié)性能的因素影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素:混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、鋼筋凈距、橫向配筋、側(cè)向壓力以及澆注混凝土?xí)r鋼筋的位置等。1.混凝土強(qiáng)度等級粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土抗拉強(qiáng)度大致成正比關(guān)系。2.鋼筋的外形、直徑和表面狀態(tài)變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度較高;粗鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度比細(xì)鋼筋有明顯降低。例如:d=32mm的鋼筋比d=16mm的鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度約降低12%，設(shè)計(jì)中，對d>25mm的鋼筋的錨固長度加以修正，其原因即在于此。2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第73頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月3.混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋凈距增大保護(hù)層厚度或鋼筋之間保持一定的鋼筋凈距，可提高外圍混凝土的抗劈裂能力，有利于粘結(jié)強(qiáng)度的充分發(fā)揮。4.橫向鋼筋箍筋能延遲和約束縱向裂縫的發(fā)展，阻止劈裂破壞，提高粘結(jié)強(qiáng)度。2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第74頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.側(cè)向壓力在側(cè)向壓力作用下，由于摩阻力和咬合力增加，粘結(jié)強(qiáng)度提高。但過大的側(cè)壓將導(dǎo)致混凝土裂縫提前出現(xiàn)，反而降低粘結(jié)強(qiáng)度。6.混凝土澆注狀況若混凝土澆注方向與鋼筋平行，粘結(jié)強(qiáng)度比澆注方向與鋼筋垂直的情況有明顯提高。2.3鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)第75頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.1鋼筋錨固與搭接的意義為了保證鋼筋不被從混凝土中拔出或壓出，除要求鋼筋與混凝土之間有一定的粘結(jié)強(qiáng)度之外，還要求鋼筋有良好的錨固。如：鋼筋在端部設(shè)置彎鉤、鋼筋伸入支座一定的長度、鋼筋搭接時(shí)有搭接長度等。所有這些構(gòu)造要求，均是保證鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)。<規(guī)范>采取:不進(jìn)行粘結(jié)計(jì)算，用構(gòu)造措施來保證混凝土與鋼筋的粘結(jié)。2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造第76頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月通常采用的構(gòu)造措施有：①對不同等級的混凝土和鋼筋，規(guī)定了要保證最小搭接長度與錨固長度和考慮各級抗震設(shè)防時(shí)的最小搭接長度與錨固長度。②為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，必須滿足混凝土保護(hù)層最小厚度和鋼筋最小凈距的要求。③在鋼筋接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋。④受力的光面鋼筋端部應(yīng)做彎鉤。2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造第77頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2鋼筋錨固的長度在鋼筋與混凝土接觸界面之間實(shí)現(xiàn)應(yīng)力傳遞，建立結(jié)構(gòu)承載所必須的工作應(yīng)力的長度為鋼筋的錨固長度。鋼筋的基本錨固長度取決于鋼筋強(qiáng)度及混凝土抗拉強(qiáng)度，并與鋼筋的直徑及外形有關(guān)。為了充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度，《規(guī)范》規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長度作為鋼筋的基本錨固長度，可按式(2-20)計(jì)算。2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造第78頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月普通鋼筋： (2-20)預(yù)應(yīng)力鋼筋： (2-21)式中，——受拉鋼筋的錨固長度；、——分別為普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；d——鋼筋直徑；——鋼筋的外形系數(shù)，按表2-2取值。2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造第79頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼筋類型光面鋼筋帶肋鋼筋刻痕鋼絲螺旋肋鋼三股鋼絞七股鋼絞α0.160.140.190.130.160.17注：光面鋼筋系指HPB235及盤條Q235級鋼筋，其末端應(yīng)做180°彎鉤，彎后平直段長度不應(yīng)小于3d，但作受壓鋼筋時(shí)可不做彎鉤；帶肋鋼筋系指HRB335級、HRB400級鋼筋及RRB400級余熱處理鋼筋。表2-2鋼筋的外形系數(shù)2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造第80頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼筋的錨固可采用機(jī)械錨固的形式，主要有彎鉤、貼焊鋼筋及焊錨板等，如圖2.30所示。采用機(jī)械錨固可以提高鋼筋的錨固力，因此可以減少錨固長度，GB50010—2002規(guī)定的錨固長度修正系數(shù)(折減系數(shù))為0.7，同時(shí)要有相應(yīng)的配箍直徑、間距及數(shù)量等構(gòu)造措施。圖2.30鋼筋機(jī)械錨固的形式2.4鋼筋錨固與接頭構(gòu)造第81頁，課件共89頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.3鋼筋的連接鋼筋長度不夠時(shí)就需要把鋼筋連接起來使用，但