混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)材料的物理力學(xué)性能材料的物理力學(xué)性能2第一頁，共82頁。單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度 混凝土結(jié)構(gòu)中，主要(zhyo)是利用它的抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要(zhyo)和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度等級是用抗壓強(qiáng)度來劃分的1.單向受力狀態(tài)(zhungti)下混凝土的強(qiáng)度 (1)立方體抗壓強(qiáng)度fcu (N/mm2) ：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(wnd)為 202，相對濕度在95%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0.30.8MPa/s，試件上下表面不涂潤滑劑)測得的抗壓

2、強(qiáng)度稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。 第1頁/共82頁第二頁，共82頁。立方體抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)fcu承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑涂潤滑劑強(qiáng)度高于我國規(guī)范(gufn)的方法：不涂潤滑劑壓力試件裂縫(li fng)發(fā)展擴(kuò)張整個體系解體，喪失承載力另影響強(qiáng)度的因素還有：齡期、加載速率、試塊尺寸等標(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套箍作用第2頁/共82頁第三頁，共82頁。我國規(guī)范混凝土的強(qiáng)度(qingd)等級從C15C80共劃分為14個強(qiáng)度(qingd)等級，級差為5N/mm2。C15，C20，C25，C

3、30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80(2)混凝土強(qiáng)度(qingd)等級混凝土強(qiáng)度(qingd)等級應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度(qingd)標(biāo)準(zhǔn)值確定。立方體抗壓強(qiáng)度(qingd)標(biāo)準(zhǔn)值系指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作、養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，在28d或設(shè)計規(guī)定齡期以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95保證率的抗壓強(qiáng)度(qingd)值。 fcu,k(N/mm2)fcu,k=30N/mm2高強(qiáng)(goqing)混凝土第3頁/共82頁第四頁，共82頁。第4頁/共82頁第五頁，共82頁。棱柱體抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)試塊：150150 300非標(biāo)準(zhǔn)

4、試塊：100100 300 換算(hun sun)系數(shù) 0.95 200200 400 換算(hun sun)系數(shù) 1.05對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會等）采用的圓柱體試件（d=6in, h=12in），有fc=0.79fcu (C60以下)圓柱體抗壓強(qiáng)度n棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度。套箍作用，尺寸效應(yīng)接近直線關(guān)系第5頁/共82頁第六頁，共82頁。2.軸心(zhu xn)抗壓強(qiáng)度n軸心抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)由棱柱體試件測得的抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)確定。n按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mml50mm300mm的棱柱體試件。n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

5、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(kn y qin d)標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為： 脆性(cuxng)折減系數(shù)強(qiáng)度比第6頁/共82頁第七頁，共82頁。 式中： 為棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值。 為高強(qiáng)混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40及以下取1.0，對C80取0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮(kol)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)。 kcuccckff,2188. 0 第7頁/共82頁第八頁，共82頁。3.軸心(zhu

6、xn)抗拉強(qiáng)度 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(fngf)來測定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。劈拉試驗(yàn)FdF拉壓壓第8頁/共82頁第九頁，共82頁。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的換算(hun sun)關(guān)系為：混凝土軸心抗拉強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)的關(guān)系 結(jié)果：軸心抗拉強(qiáng)度(qingd)只有立方體抗壓強(qiáng)度(qingd)的1/171/8；混凝土強(qiáng)度(qingd)等級越高比值越小。一般認(rèn)為1/10。 不是直線關(guān)系第9頁/共82頁第十頁，共82頁。實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混

7、凝土很少處于單向(dn xin)受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。在平面(pngmin)應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)兩方向應(yīng)力均為壓應(yīng)力時，抗壓強(qiáng)度相互提高，最大可增加27，而當(dāng)一方向?yàn)閴簯?yīng)力，另一方向?yàn)槔瓚?yīng)力時，強(qiáng)度相互降低，雙向受拉影響不大。壓拉壓拉拉壓復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度第10頁/共82頁第十一頁，共82頁。構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t 和正應(yīng)力s 共同作用(zuyng)下的復(fù)合受力情況?；炷恋目辜魪?qiáng)度：隨拉應(yīng)力增大而減小 隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于(yuy)內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。第11頁/共82頁

8、第十二頁，共82頁。三軸應(yīng)力(yngl)狀態(tài)有多種組合，三向受壓試驗(yàn)一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。側(cè)向(c xin)壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。第12頁/共82頁第十三頁，共82頁。由試驗(yàn)(shyn)得到的經(jīng)驗(yàn)公式為: 式中 被約束混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度； 非約束混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度； 側(cè)向約束壓應(yīng)力。 實(shí)際工程(gngchng)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)。被動約束第13頁/共82頁第十四頁，共82頁?；炷恋淖冃?bin xng)混凝土的變形可分為兩類：（1）荷載作用下的受力變形，如單調(diào)短期加載的變形、荷載長期(chngq)作用下的變形以及多次重復(fù)加載的

9、變形。（2）與受力無關(guān)，稱為體積變形，如混凝土收縮以及溫度變化引起的變形。第14頁/共82頁第十五頁，共82頁。1 、一次短期(dun q)加載下混凝土的變形性能(1)混凝土單軸受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 全曲線棱柱體上升段：直線(zhxin)-曲線-曲線（塑性變形更大）。下降段：下降快-反彎點(diǎn)-下降慢。第15頁/共82頁第十六頁，共82頁。不同強(qiáng)度的混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(qxin)比較相似 上升段：基本相同，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，上升段和峰值應(yīng)變的變化不很顯著。 下降段：形狀(xngzhun)有較大的差異，混凝土強(qiáng)度越高，下降段的坡度越陡，即應(yīng)力下降相同幅度時變形越小，延性越差。第16頁/共8

10、2頁第十七頁，共82頁。（2）混凝土單軸向受壓應(yīng)力(yngl)-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系曲線1)美國(mi u)E.Hognestad建議的模型上升段：下降段：第17頁/共82頁第十八頁，共82頁。2)德國Rsch建議(jiny)的模型2000,2cf 第18頁/共82頁第十九頁，共82頁。(3)混凝土軸向受拉時的應(yīng)力-應(yīng)變(yngbin)關(guān)系與受壓相似(xin s)，但下降段更陡。彈性模量與受壓時基本相同。第19頁/共82頁第二十頁，共82頁。(4)混凝土的變形(bin xng)模量1)混凝土的彈性模量(tn xn m lin)（即原點(diǎn)模量）2)混凝土的變形(bin xng)模量過應(yīng)力-應(yīng)變曲線原點(diǎn)切線

11、的斜率。定值過應(yīng)力-應(yīng)變曲線原點(diǎn)與某應(yīng)力點(diǎn)割線的斜率。變值，隨應(yīng)力增大而減小。第20頁/共82頁第二十一頁，共82頁。3)混凝土的切線(qixin)模量混凝土的切線模量是一個變值，它隨著(su zhe)混凝土應(yīng)力的增大而減小。 需要注意的是，混凝土不是彈性材料，所以不能用已知的混凝土應(yīng)變乘以彈性模量值去求混凝土的應(yīng)力。只有當(dāng)混凝土應(yīng)力很低時，它的彈性模量與變形模量值才近似相等。應(yīng)力-應(yīng)變(yngbin)曲線某應(yīng)力點(diǎn)切線的斜率。區(qū)別、應(yīng)用、舉例第21頁/共82頁第二十二頁，共82頁。第22頁/共82頁第二十三頁，共82頁。2 、荷載長期作用(zuyng)下混凝土的變形性能 混凝土的徐變(應(yīng)變(y

12、ngbin)與時間的關(guān)系曲線)徐變：結(jié)構(gòu)或材料承受的應(yīng)力(yngl)不變，而應(yīng)變隨時間增長的現(xiàn)象。完成時間：先快后慢，最后趨于穩(wěn)定。最終徐變值為瞬時應(yīng)變的14倍。大部分不可恢復(fù)，殘余變形大于瞬時變形。第23頁/共82頁第二十四頁，共82頁。壓應(yīng)力(yngl)與徐變的關(guān)系（1）徐變原因1）混凝土中凝膠體黏性流動。2）混凝土內(nèi)部內(nèi)部微裂縫的發(fā)展(fzhn)和增加。（2）影響(yngxing)徐變的因素線性徐變：當(dāng)混凝土應(yīng)力較小時（例如0.5fc），徐變與應(yīng)力成正比，曲線接近等間距分布。收斂性，一般3年左右終止。非線形徐變：當(dāng)0.5fc時，徐變與應(yīng)力不呈正比，徐變變形比應(yīng)力增長要快。稱為非線形徐變；

13、1）應(yīng)力條件：試驗(yàn)表明，混凝土徐變與混凝土應(yīng)力大小密切相關(guān)。第24頁/共82頁第二十五頁，共82頁。不同應(yīng)力/強(qiáng)度比值(bzh)的徐變時間曲線非收斂性徐變：當(dāng)應(yīng)力達(dá)到0。8fc左右時，徐變變形急劇增長，不再收斂，其增長會超出混凝土變形能力而導(dǎo)致混凝土破壞，成為非穩(wěn)定的徐變。因此，取=（0.750.8fc）作為荷載長期作用下混凝土抗壓強(qiáng)度的極限，這也說明構(gòu)件(gujin)常處于高應(yīng)力狀態(tài)下是不安全的。第25頁/共82頁第二十六頁，共82頁。 2）時間因素(yn s)：加荷齡期越早，徐變越大。3）內(nèi)在因素：混凝土的組成成分和配比(pi b)。骨料越堅硬，徐變越小，水灰比越大，徐變越大；水泥用量越多

14、，徐變越大。 4）環(huán)境因素：混凝土養(yǎng)護(hù)時，溫度高，濕度大，水泥水化充分，徐變減?。皇芎珊蟓h(huán)境溫度高、濕度小、構(gòu)件體表比 大，則失水(sh shu)少，徐變小。鋼筋的存在可減小徐變。 （3）徐變后果：長期荷載作用下變形的加大、剛度的降低，引起偏壓構(gòu)件附加偏心矩的增大，在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中引起預(yù)應(yīng)力的損失，也可在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起內(nèi)力重分布。第26頁/共82頁第二十七頁，共82頁。3、 混凝土的收縮(shu su)與膨脹影響混凝土收縮的因素有：(1)水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級越高制成的混凝土收縮越大。(2)水泥的用量：水泥越多，收縮越大；水灰比越大，收縮也越大。(3)骨料的性質(zhì)：骨料的彈性模量大，收縮小。(4

15、)養(yǎng)護(hù)條件：在結(jié)硬過程中周圍溫、濕度越大，收縮越小。(5)混凝土制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越小。(6)使用環(huán)境(hunjng)： 使用環(huán)境(hunjng)溫度、濕度大時，收縮小。(7)構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時，收縮小?；炷猎诳諝庵杏步Y(jié)，在一段時間內(nèi)體積要縮小。在水中硬結(jié)，在一段時間內(nèi)體積略有增大，通常收縮(shu su)值比膨脹值要大得多。第27頁/共82頁第二十八頁，共82頁?；炷恋钠?plo) 混凝土的疲勞是在荷載重復(fù)作用(zuyng)下產(chǎn)生的。 當(dāng) （0.40.5）fc，在一定循環(huán)次數(shù)內(nèi)，塑性變形的累積是收斂的，表現(xiàn)為滯回環(huán)越來越小，趨于一條直線，繼續(xù)循環(huán)加載，卸載， 混

16、凝土將處于(chy)彈性工作狀態(tài)，當(dāng)（0.40.5） fc 時，滯回環(huán)變成直線后，繼續(xù)循環(huán)，塑性變形會重新開始出現(xiàn)，而且塑性變形的累積成為發(fā)散的，即累積塑性變形一次比一次大，且由凸向應(yīng)力軸轉(zhuǎn)變?yōu)橥瓜驊?yīng)變軸，如此循環(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.第28頁/共82頁第二十九頁，共82頁。 混凝土的疲勞強(qiáng)度用疲勞試驗(yàn)測定。疲勞試驗(yàn)采用100mm100mm300mm或150mm150mm450mm的棱柱體，把能使棱柱體試件承受200萬次或其以上循環(huán)荷載而發(fā)生破壞的壓應(yīng)力值稱為(chn wi)混凝土的疲勞抗壓強(qiáng)度。 混凝土的疲勞強(qiáng)度與重復(fù)作用時應(yīng)力變化的幅度有關(guān)。在相同的重復(fù)次數(shù)下

17、，疲勞強(qiáng)度隨著疲勞應(yīng)力比值的減小而減小。疲勞應(yīng)力比值按下式計算：混凝土軸心抗壓疲勞強(qiáng)度設(shè)計值、軸心抗拉疲勞強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)分別按強(qiáng)度設(shè)計值乘疲勞強(qiáng)度修正(xizhng)系數(shù)確定?；炷潦軌夯蚴芾趶?qiáng)度修正(xizhng)系數(shù)應(yīng)根據(jù)疲勞應(yīng)力比值 查表；當(dāng)混凝土承受拉-壓疲勞應(yīng)力作用時，疲勞強(qiáng)度修正(xizhng)系數(shù)取0.60。第29頁/共82頁第三十頁，共82頁。第30頁/共82頁第三十一頁，共82頁。HRB400E HRB500E第31頁/共82頁第三十二頁，共82頁。普通bars熱軋鋼筋 hot rolled ：按熱軋狀態(tài)交貨的鋼筋。其金相組織主要是鐵素體加珠光體，不得有影響使用性能的其他組

18、織存在(cnzi)。細(xì)晶粒熱軋鋼筋 hot rolled bars of fine grains：在熱軋過程中，通過控軋和控冷工藝形成的細(xì)晶粒鋼筋。其金相組織主要是鐵素體加珠光體，不得有影響使用性能的其他組織存在(cnzi)，晶粒度不粗于9級。帶肋鋼筋 ribbed bars：橫截面通常為圓形，且表面帶肋的混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材?？v肋 longitudinal rib：平行于鋼筋軸線的均勻連續(xù)肋。橫肋 transverse rib：與鋼筋軸線不平行的其他肋。月牙肋鋼筋 crescent ribbed bars：橫肋的縱截面呈月牙形，且與縱肋不相交的鋼筋。第32頁/共82頁第三十三頁，共82頁。第33

19、頁/共82頁第三十四頁，共82頁。光圓鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋第34頁/共82頁第三十五頁，共82頁。第35頁/共82頁第三十六頁，共82頁。鋼筋(gngjn)標(biāo)準(zhǔn)中牌號為KL400其延性、可焊性、機(jī)械(jxi)連接性能及施工適應(yīng)性降低，一般可用于對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)構(gòu)構(gòu)件等 。第36頁/共82頁第三十七頁，共82頁。第37頁/共82頁第三十八頁，共82頁。第38頁/共82頁第三十九頁，共82頁。第39頁/共82頁第四十頁，共82頁。 中強(qiáng)度(qingd)預(yù)應(yīng)力鋼絲：消除(xioch)應(yīng)力鋼絲（高碳鋼絲）：第40頁/共8

20、2頁第四十一頁，共82頁。第41頁/共82頁第四十二頁，共82頁。預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線：由光圓鋼絲捻制成的鋼絞線。公稱直徑：鋼絞線外接圓直徑的名譽(yù)(mngy)尺寸第42頁/共82頁第四十三頁，共82頁。第43頁/共82頁第四十四頁，共82頁。二、鋼筋的強(qiáng)度(qingd)與變形 兩類： 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋；無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋。ABBCDA為比例極限OA為彈性階段CD為強(qiáng)化階段B為屈服上限B為屈服下限，即屈服強(qiáng)度 強(qiáng)度設(shè)計 值的依據(jù)BC為屈服臺階D為極限抗拉強(qiáng)度 EDE為頸縮階段(jidun)1.有明顯(mngxin)屈服點(diǎn)的鋼筋第44頁/共82頁第四十五頁，共82頁。a點(diǎn)：比例極限，約為0.65

21、ba點(diǎn)前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點(diǎn)后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯(mngxin)的屈服點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計值依據(jù)條件屈服點(diǎn)：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范取s0.2 =0.85 b b第45頁/共82頁第四十六頁，共82頁。伸長率第46頁/共82頁第四十七頁，共82頁。第47頁/共82頁第四十八頁，共82頁。第48頁/共82頁第四十九頁，共82頁。o冷拉控制(kngzh)應(yīng)力(N/mm2)冷拉率殘余變形oabccdd冷拉無時效(shxio)冷拉經(jīng)時效(shxio)四、鋼筋的冷加工1.冷拉(1)冷拉后仍是軟鋼，有屈服點(diǎn)。塑性降低. (2)冷拉后只提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，不提高鋼筋

22、的抗壓強(qiáng)度。(3)鋼筋設(shè)計仍采用冷拉前的截面。(4)經(jīng)時效提高的強(qiáng)度在設(shè)計中不利用；高溫會使冷拉強(qiáng)化消失，因此，需焊接的鋼筋，應(yīng)先焊接，后冷拉。第49頁/共82頁第五十頁，共82頁。第50頁/共82頁第五十一頁，共82頁。五、 鋼筋(gngjn)本構(gòu)關(guān)系鋼筋單調(diào)加載的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系曲線(qxin)有以下三種：1 、描述完全彈塑性的雙直線模型雙直線(zhxin)模型適用于流幅較長的低強(qiáng)度鋼材。第51頁/共82頁第五十二頁，共82頁。2、 描述(mio sh)完全彈塑性加硬化的三折線模型 三折線模型適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈服后立即發(fā)生(fshng)應(yīng)變硬化(應(yīng)力強(qiáng)化)，并能正確地

23、估計高出屈服應(yīng)變后的應(yīng)力。, ysyssssyfEE,yss hsyf第52頁/共82頁第五十三頁，共82頁。3、 描述彈塑性的雙斜線(xi xin)模型 雙斜線模型可以描述沒有明顯流幅的高強(qiáng)(goqing)鋼筋或鋼絲的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。, ysyssssyfEE第53頁/共82頁第五十四頁，共82頁。六、 鋼筋(gngjn)的疲勞 鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、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。吊車梁、橋面板、軌枕等承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件在正常使用期間會由于疲勞發(fā)生破壞。 鋼筋疲勞斷裂的原因，一般認(rèn)為是由于鋼筋內(nèi)部(nib)和外部的缺陷，在這些薄弱處容易引起應(yīng)力集

24、中。應(yīng)力過高，鋼材晶?；?，產(chǎn)生疲勞裂紋，應(yīng)力重復(fù)作用次數(shù)增加，裂紋擴(kuò)展，從而造成斷裂。因此鋼筋的疲勞強(qiáng)度低于其在靜荷載作用下的極限強(qiáng)度。原狀鋼筋的疲勞強(qiáng)度最低。埋置在混凝土中的鋼筋的疲勞斷裂通常發(fā)生在純彎段內(nèi)裂縫截面附近，疲勞強(qiáng)度稍高。 鋼筋的疲勞試驗(yàn)有兩種方法：一種是直接進(jìn)行單根原狀鋼筋軸拉試驗(yàn)；另一種是將鋼筋埋入混凝土中使其重復(fù)受拉或受彎的試驗(yàn)。由于影響鋼筋疲勞強(qiáng)度的因素很多，鋼筋疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果是很分散的。我國采用直接做單根鋼筋軸拉試驗(yàn)的方法。 影響鋼筋疲勞強(qiáng)度的主要因素是疲勞應(yīng)力幅規(guī)范根據(jù)疲勞應(yīng)力比規(guī)定了鋼筋疲勞應(yīng)力幅限值 。第54頁/共82頁第五十五頁，共82頁。限制并準(zhǔn)備(zhn

25、bi)逐步淘汰335MPa級熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用 工程上，一般鋼筋直徑大于等于8mm時均采用HRB400第55頁/共82頁第五十六頁，共82頁。 1）強(qiáng)度：要求鋼筋有足夠的強(qiáng)度和適宜的強(qiáng)屈比(極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值)。 2）塑性：要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力。 3）可焊性、機(jī)械連接性能：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。可機(jī)械加工，如直螺紋連接。 4）與混凝土的粘結(jié)力：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(gngtng)工作。八、混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能(xngnng)的要求第56頁/共82頁第五十七頁，共82頁。1.3 結(jié)構(gòu)的功能(gngnng)和極限狀態(tài)簡述

26、建筑結(jié)構(gòu)的功能包括安全性、適用性和耐久性三個方面(fngmin)，簡稱“三性”。結(jié)構(gòu)的功能第57頁/共82頁第五十八頁，共82頁。結(jié)構(gòu)(jigu)的極限狀態(tài) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定(gudng)的某一功能要求，則此狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。1 、承載能力極限(jxin)狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者變形達(dá)到不適于繼續(xù)承載的狀態(tài)，稱為。 當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于材料強(qiáng)度不足而破壞，或因疲勞而破壞，或產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，或喪失穩(wěn)定，或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系時，就認(rèn)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過了承載能力極限狀態(tài)。 超過承載能力極限狀態(tài)后，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足安全性的要求

27、。第58頁/共82頁第五十九頁，共82頁。2 、正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。 例如，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過大變形、過寬裂縫、局部損壞和振動(zhndng)時，可認(rèn)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)。超過了正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能保證適用性和耐久性的功能要求。 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計算后，還應(yīng)該按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算(yn sun)。也就是說，設(shè)計的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在滿足承載能力極限狀態(tài)的同時也要滿足正常使用極限狀態(tài)。第59頁/共82頁第六十頁，共82頁。荷載(hzi)和材料強(qiáng)度 荷載值

28、基本上不隨時間而變化的荷載，稱為永久荷載或恒荷載(用G或g表示)，例如(lr)結(jié)構(gòu)的自重。 荷載值隨時間而變化的荷載，稱為可變荷載或活荷載(用Q或q表示)，例如(lr)樓面活荷載。 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值，用下標(biāo)k表示，在驗(yàn)算變形和裂縫寬度時要用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。 在計算(j sun)截面承載力時，為了滿足可靠度的要求，應(yīng)采用比其標(biāo)準(zhǔn)值大的荷載設(shè)計值。 荷載設(shè)計值等于荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)。恒荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)一般取為1.2；活荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)一般取為1.4。 按荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算得到的內(nèi)力，稱為內(nèi)力的標(biāo)準(zhǔn)值，例如彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk、軸向力標(biāo)準(zhǔn)值Nk等。 按荷載設(shè)計值計算得到的內(nèi)力，稱為內(nèi)力

29、的設(shè)計值，例如彎矩設(shè)計值M、軸向力設(shè)計值N等。第60頁/共82頁第六十一頁，共82頁。第61頁/共82頁第六十二頁，共82頁。宜進(jìn)行宜進(jìn)行(jnxng)防連續(xù)倒塌設(shè)計。防連續(xù)倒塌設(shè)計。第62頁/共82頁第六十三頁，共82頁。第63頁/共82頁第六十四頁，共82頁。第64頁/共82頁第六十五頁，共82頁。第65頁/共82頁第六十六頁，共82頁。1.4 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境(hunjng)類別 環(huán)境(hunjng)類別是指混凝土結(jié)構(gòu)暴露表面所處的環(huán)境(hunjng)條件，設(shè)計時可根據(jù)實(shí)際情況 確定適當(dāng)?shù)沫h(huán)境(hunjng)類別。第66頁/共82頁第六十七頁，共82頁。第67頁/共82頁第六十八頁，共8

30、2頁。2.3 混凝土與鋼筋(gngjn)的粘結(jié)（a）錨固粘結(jié)應(yīng)力(yngl) （b）裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力(yngl)第68頁/共82頁第六十九頁，共82頁。光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要由以下三部分組成：(1)鋼筋與混凝土接觸面上的膠結(jié)力。這種膠結(jié)力來自水泥漿體對鋼筋表面氧化層的滲透以及水化過程中水泥晶體的生長和硬化。這種膠結(jié)力一般很小，僅在受力階段的局部無滑移區(qū)域起作用，當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑移時即消失。(2)混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生摩阻力?；炷聊虝r收縮，對鋼筋產(chǎn)生垂直于摩擦面的壓應(yīng)力。這種壓應(yīng)力越大，接觸面的粗糙程度越大，摩阻力就越大。(3)鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力(h

31、l)。對于光圓鋼筋這種咬合力(hl)來自表面的粗糙不平。第69頁/共82頁第七十頁，共82頁。帶肋鋼筋的橫肋對混凝土的擠壓如同一個楔，會產(chǎn)生很大的機(jī)械咬合力。帶肋鋼筋與混凝土之間的這種機(jī)械咬合作用，改變了鋼筋與混凝土間相互作用的方式，顯著提高了粘結(jié)(zhn ji)強(qiáng)度。第70頁/共82頁第七十一頁，共82頁。 光圓(un yun)鋼筋的粘結(jié)機(jī)理與帶肋鋼筋的主要差別是，光圓(un yun)鋼筋的粘結(jié)力主要來自膠結(jié)力和摩阻力，而帶肋鋼筋的粘結(jié)力主要來自機(jī)械咬合作用。好比普通釘子與螺絲釘。第71頁/共82頁第七十二頁，共82頁。變形鋼筋粘結(jié)力高，滑移(hu y)量小。輕微銹不用清除。第72頁/共82頁第七十三頁，共82頁。橫向鋼筋(gngjn) transverse reinforcement垂直于縱向受力鋼筋(gngjn)的箍筋或間接鋼筋