第3章結(jié)構(gòu)材料及其物理力學(xué)性能

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理Principles Principles of of Concrete Concrete Structure DesignStructure Design 第第3章章 結(jié)構(gòu)材料及其物理力學(xué)性能結(jié)構(gòu)材料及其物理力學(xué)性能 本章的主要內(nèi)容l鋼筋混凝土的基本概念鋼筋混凝土的基本概念 l混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能 l鋼筋的品種、級(jí)別及其力學(xué)性能鋼筋的品種、級(jí)別及其力學(xué)性能 l鋼筋和混凝土的粘結(jié)鋼筋和混凝土的粘結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 1.理解材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則。理解材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則。 2. 2.掌握混凝土、

2、鋼筋的主要物理力學(xué)性能。掌握混凝土、鋼筋的主要物理力學(xué)性能。 3. 3.理解鋼筋和混凝土共同工作的粘結(jié)作用、粘理解鋼筋和混凝土共同工作的粘結(jié)作用、粘結(jié)機(jī)理及影響因素。結(jié)機(jī)理及影響因素。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)混凝土、鋼筋的各種強(qiáng)度及其含義，混凝土的混凝土、鋼筋的各種強(qiáng)度及其含義，混凝土的變形特點(diǎn)、混凝土的收縮和徐變。變形特點(diǎn)、混凝土的收縮和徐變。鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土這兩種力學(xué)性能不同的鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土這兩種力學(xué)性能不同的材料所組成。為了正確合理地進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)材料所組成。為了正確合理地進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須深入了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的受力性計(jì)，必須深入了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

3、及其構(gòu)件的受力性能和特點(diǎn)。能和特點(diǎn)。而對(duì)于混凝土和鋼筋材料的物理力學(xué)性能（強(qiáng)度和變而對(duì)于混凝土和鋼筋材料的物理力學(xué)性能（強(qiáng)度和變形的變化規(guī)律）的了解，則是掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形的變化規(guī)律）的了解，則是掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件性能、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。構(gòu)件性能、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。知識(shí)引入知識(shí)引入 1. 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值:材料強(qiáng)度的一種特征值。是由標(biāo)準(zhǔn)試材料強(qiáng)度的一種特征值。是由標(biāo)準(zhǔn)試件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的0.05分位值確分位值確定的強(qiáng)度值。定的強(qiáng)度值。 2. 取值原則：取值原則：是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的總體中，

4、是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的總體中，材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95的保證率。的保證率。 3. 表達(dá)式：表達(dá)式：3.1 3.1 材料材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則3.1.13.1.1材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值(1 1.645)kmfff 材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值是材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料性能分項(xiàng)系材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值是材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料性能分項(xiàng)系數(shù)后的值，基本表達(dá)式為數(shù)后的值，基本表達(dá)式為3.1 3.1 材料材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則3.1.23.1.2材料材料強(qiáng)度強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值的設(shè)計(jì)值kmff3.2 3.2 混凝土混凝土混凝土混凝土是用水泥

5、、砂子和石子三種材料，經(jīng)水拌和凝固是用水泥、砂子和石子三種材料，經(jīng)水拌和凝固硬化后制成的人工石材。硬化后制成的人工石材。 混凝土的要求：混凝土的要求： 和易性和易性好好 強(qiáng)度要高強(qiáng)度要高( (重點(diǎn)重點(diǎn)) ) 耐久性要好耐久性要好 經(jīng)濟(jì)上要節(jié)省經(jīng)濟(jì)上要節(jié)省 評(píng)定混凝土評(píng)定混凝土 品質(zhì)的品質(zhì)的主要指標(biāo)主要指標(biāo) 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度1.1.混凝土混凝土立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)2.2.混凝土混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)值值3.3.混凝土混凝土抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)

6、值設(shè)計(jì)值4.4.復(fù)合復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度100100 100100 500500150150 150150 150150150150 150150 300300 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度1.1.混凝土混凝土立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)1 1）混凝土立方體）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 fcu混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度基本指標(biāo)基本指標(biāo) （1 1）定義定義規(guī)范規(guī)范規(guī)定以每邊邊長(zhǎng)為規(guī)定以每邊邊長(zhǎng)為150mm150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在20202 2的溫度和相對(duì)濕度在的溫度和相對(duì)

7、濕度在95%95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d28d，依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和試驗(yàn)，依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和試驗(yàn)方法試件表面不涂潤(rùn)滑劑，方法試件表面不涂潤(rùn)滑劑，全截面受壓，加載速度全截面受壓，加載速度0.150.150.25MPa/sec0.25MPa/sec）測(cè)）測(cè)得的抗壓得的抗壓強(qiáng)度值（以強(qiáng)度值（以MPaMPa為單位）作為混凝土的立方體為單位）作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)用符號(hào)fcu表示。表示。立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu承壓板承壓板試塊試塊摩擦力摩擦力不涂潤(rùn)滑劑不涂潤(rùn)滑劑涂潤(rùn)滑劑涂潤(rùn)滑劑強(qiáng)度大于強(qiáng)度大于我國(guó)規(guī)范的方法：不涂潤(rùn)滑劑我國(guó)規(guī)范的方法：不涂潤(rùn)滑劑壓力壓

8、力試件試件裂縫裂縫發(fā)展發(fā)展擴(kuò)張擴(kuò)張整個(gè)體整個(gè)體系解體，喪失承載力系解體，喪失承載力單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度l 影響因素：影響因素：材料的性質(zhì)、混凝土配合比、養(yǎng)護(hù)環(huán)境、施工方材料的性質(zhì)、混凝土配合比、養(yǎng)護(hù)環(huán)境、施工方法、法、 試件的形狀與尺寸試件的形狀與尺寸，試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法，加載條件加載條件和試件的受力性和試件的受力性質(zhì)質(zhì)。未采取減摩措施未采取減摩措施采取減摩措施后采取減摩措施后 （2） 影響因素影響因素 試件尺寸試件尺寸 ( (尺寸效應(yīng)尺寸效應(yīng)) ) 直接受壓直接受壓( (標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法) ) 間接受壓間接受壓 ( (試塊與承壓板之間涂有油脂或填

9、以塑料薄片試塊與承壓板之間涂有油脂或填以塑料薄片) )試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 加載速度越快加載速度越快, ,強(qiáng)度越高強(qiáng)度越高 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度1.1.混凝土混凝土立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)2 2）混凝土立方體混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k,(1 1.645)cu kcu mfff定義：按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為定義：按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm150mm的立方體的立方體試件，在試件，在2828天齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的天齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有具有95%95%保證率保證率的

10、抗壓強(qiáng)度稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號(hào)的抗壓強(qiáng)度稱為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號(hào)fcu,k表示。表示。 fcu,k按下式確定按下式確定,(1 1.645)cu kcu mfff 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度1.1.混凝土混凝土立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)2 2）混凝土立方體混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度1.1.混凝土混凝土立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)3 3）混凝土強(qiáng)度等級(jí)）混凝土強(qiáng)度等級(jí)

11、混凝土強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行劃混凝土強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行劃分，并冠以符號(hào)分，并冠以符號(hào)C C來表示。來表示。公路橋梁受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有公路橋梁受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有1313級(jí)，即級(jí)，即C20C20C80C80，中間以中間以5MPa5MPa進(jìn)級(jí)。進(jìn)級(jí)。C50C50以下為普通強(qiáng)度混凝土，以下為普通強(qiáng)度混凝土，C50C50以上為高強(qiáng)度混凝土，以上為高強(qiáng)度混凝土，C50C50表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 fcu,k =50MPa=50MPa。 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度1.1.混凝土混凝土立

12、方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)3 3）混凝土強(qiáng)度等級(jí)）混凝土強(qiáng)度等級(jí)公路橋規(guī)公路橋規(guī)規(guī)定受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按下列規(guī)規(guī)定受力構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按下列規(guī)定采用：定采用：（1）鋼筋混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于）鋼筋混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于C20，用，用HRB400、KL400級(jí)鋼筋配筋時(shí)，不應(yīng)低于級(jí)鋼筋配筋時(shí)，不應(yīng)低于C25；（2）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件不應(yīng)低于C40。 例如，美國(guó)、日本和歐洲混凝土協(xié)會(huì)、例如，美國(guó)、日本和歐洲混凝土協(xié)會(huì)、(CEB)采用直徑采用直徑6英寸英寸(152mm)、高、高12英寸英寸(305mm)的圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件

13、的的圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件的抗壓強(qiáng)度作為軸心抗壓強(qiáng)度的指標(biāo)，記作抗壓強(qiáng)度作為軸心抗壓強(qiáng)度的指標(biāo)，記作 。對(duì)。對(duì)C60以下的混凝土，圓柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)以下的混凝土，圓柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值fcu,k之間的關(guān)系可按下式折算之間的關(guān)系可按下式折算：kcucff,79. 0cf l 國(guó)外常采用混凝土圓柱體試件確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度國(guó)外常采用混凝土圓柱體試件確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 當(dāng)當(dāng)fcu,k超過超過60N/mm2后隨著抗壓強(qiáng)度提高，與后隨著抗壓強(qiáng)度提高，與fcu,k的比值的比值(即即公式中的系數(shù)公式中的系數(shù))要提高。要提高。CEB-FIPMC-90給出：對(duì)給出：對(duì)C60的混的混

14、凝土，比值為凝土，比值為0.833；對(duì)；對(duì)C70的混凝土，比值為的混凝土，比值為0.857；對(duì)；對(duì)C80的混凝土，比值為的混凝土，比值為0.875。 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度2.2.混凝土混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值1 1）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱體抗壓強(qiáng)度）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱體抗壓強(qiáng)度）fc定義：按照與立方體試件相同條件下制作和試驗(yàn)方法所得定義：按照與立方體試件相同條件下制作和試驗(yàn)方法所得的棱柱體試件的棱柱體試件(150mm150mm300mm)的抗壓強(qiáng)度值，的抗壓強(qiáng)度值，稱為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)稱為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

15、，用符號(hào)fc表示。表示。棱柱體試件的受力狀態(tài)更接近于實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受力棱柱體試件的受力狀態(tài)更接近于實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受力情況，能比較情況，能比較真實(shí)真實(shí)反映以受壓為主的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗反映以受壓為主的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度。壓強(qiáng)度。承壓板承壓板試試塊塊標(biāo)準(zhǔn)試塊：標(biāo)準(zhǔn)試塊：150150 300非標(biāo)準(zhǔn)試塊：非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100100 300 換算系數(shù)換算系數(shù) 0.95 200200 400 換算系數(shù)換算系數(shù) 1.05考慮到承壓板對(duì)試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度大考慮到承壓板對(duì)試件的約束，立方體抗壓強(qiáng)度大于棱柱體抗壓強(qiáng)度，且有：于棱柱體抗壓強(qiáng)度，且有：fc=0.76fcu (試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果)考慮

16、到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取fc=0.67fcu 對(duì)國(guó)外（美國(guó)、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的圓柱體試件（對(duì)國(guó)外（美國(guó)、日本、歐洲混凝土協(xié)會(huì)等）采用的圓柱體試件（d=150, h=300），有），有fc=0.79fcu 圓柱體抗圓柱體抗壓強(qiáng)度壓強(qiáng)度 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度2.2.混凝土混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值1 1）混凝土）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱體抗壓強(qiáng)度）（棱柱體抗壓強(qiáng)度）fc 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度2.2.混凝土混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與

17、與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值2 2）混凝土）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fck混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度 fc 的平均值的平均值fc,m 與立方體抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度 fcu的平均值的平均值fcu,m 存在一定的關(guān)系：存在一定的關(guān)系：,12,0.88c mcccu mff 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度2.2.混凝土混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值2 2）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 fck若混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度若混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度 fc 的變異系數(shù)的變異系數(shù)與立方體抗壓強(qiáng)與立方體抗壓強(qiáng)度度 fcu

18、的變異系數(shù)相同，則的變異系數(shù)相同，則fck可由下式確定：可由下式確定：,12,12,(1 1.645)0.88(1 1.645)0.88ckc mfcccu mfcccu kffff 公路橋規(guī)公路橋規(guī)計(jì)算采用的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值就計(jì)算采用的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值就是按上式計(jì)算得到。是按上式計(jì)算得到。 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度2.2.混凝土混凝土軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值3 3）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd混凝土軸線抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)混凝土軸線抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是由混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

19、標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料性能分項(xiàng)系數(shù)值除以混凝土材料性能分項(xiàng)系數(shù)m=1.45得到得到：/cdckmff 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度3.3.混凝土混凝土軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值1 1）混凝土）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度 ft是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)中確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)中確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo) tf11818tcff 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 直接軸向拉伸法直接軸向拉伸法劈裂法劈裂法鋼筋鋼筋拉壓+直接軸向拉伸法直接軸向拉伸法劈裂法劈裂法 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度3.3.混凝土混凝土軸心抗拉強(qiáng)度軸心

20、抗拉強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值2）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ftk試驗(yàn)表明：混凝土軸心抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)表明：混凝土軸心抗拉強(qiáng)度 ft 的平均值的平均值ft,m 與立方體與立方體抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 fcu的平均值的平均值fcu,m 存在一定的關(guān)系：存在一定的關(guān)系：0.55,2,0.88 0.395()t mccu mff,0.552,0.5520.550.452,(1 1.645)0.88 0.395()(1 1.645)0.88 0.395()(1 1.645)1 1.6450.88 0.395()(1 1.645)tkt mfccu mfcu kcffccu

21、kffffff通過左式，由通過左式，由fcu,k得到得到 ftk 。 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度3.混凝土混凝土軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度及其及其標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值與與設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值3）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ftd混凝土軸線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是由混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)混凝土軸線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是由混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料性能分項(xiàng)系數(shù)值除以混凝土材料性能分項(xiàng)系數(shù)m m=1.45=1.45得到：得到：/tdtkmff fcu fcu,k fc fck fcd ; ft ftk ftdl 立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度是各種力學(xué)指標(biāo)的基本代表值是各種力

22、學(xué)指標(biāo)的基本代表值 1, 2 (壓壓壓壓) 混凝土強(qiáng)度增加混凝土強(qiáng)度增加 （第三象限第三象限） 1, 2 (拉壓拉壓) 混凝土強(qiáng)度降低混凝土強(qiáng)度降低 （第二、四象限第二、四象限） 1, 2 (拉拉拉拉) 混凝土強(qiáng)度基本不混凝土強(qiáng)度基本不變（變（第一象限第一象限） 6 . 04 . 02 . 00 . 12 . 18 . 04 . 02 . 06 . 08 . 00 . 12 . 12112c2/ fc1/ fc227. 1f1c22c1c25 . 12fc127. 1maxfc15 . 0f1 . 0（1 1）雙向正應(yīng)力作用）雙向正應(yīng)力作用( (如下圖如下圖) ) 3.2.1 3.2.1 混凝

23、土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度4.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度（2）三軸受壓（抗壓強(qiáng)度提高）三軸受壓（抗壓強(qiáng)度提高）混凝土圓柱體三向受壓時(shí)，混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度混凝土圓柱體三向受壓時(shí)，混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度隨另外兩向壓應(yīng)力增加而增加。隨另外兩向壓應(yīng)力增加而增加。 3.2.1 3.2.1 混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度4.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度v工程應(yīng)用工程應(yīng)用鋼管砼、密配螺鋼管砼、密配螺旋箍筋旋箍筋縱向鋼筋縱向鋼筋螺旋箍筋螺旋箍筋工程應(yīng)用工程應(yīng)用鋼管混凝土、密配螺旋箍筋鋼管混凝土、密配螺旋箍筋 外荷載作用而產(chǎn)生的外荷載作用而產(chǎn)生的受力變形受力變形：體積變形體積變形：

24、包括溫度變形和收縮變形：包括溫度變形和收縮變形長(zhǎng)期荷載作用下的變形長(zhǎng)期荷載作用下的變形一次短期加載下的變形一次短期加載下的變形重復(fù)荷載作用下的變形重復(fù)荷載作用下的變形分類分類 3.2.2 3.2.2 混凝土混凝土的變形的變形 影響因素影響因素加載方式、荷載作用時(shí)間、溫度、濕度、加載方式、荷載作用時(shí)間、溫度、濕度、試驗(yàn)的尺寸、形狀、試驗(yàn)的尺寸、形狀、 混凝土強(qiáng)度等?；炷翉?qiáng)度等。 受力過程：上升段OC、下降段CD、收斂段DE三個(gè)階段。 OA 彈性階段（彈性階段（ 0.3fc） AB 彈塑性階段（裂縫穩(wěn)定階段）（彈塑性階段（裂縫穩(wěn)定階段）（ =0.3fc 0.8fc） BC 裂縫不穩(wěn)定階段：裂縫不

25、穩(wěn)定階段： （ =0.8fc 1.0fc）特征值 fc ：峰值應(yīng)力（軸心抗壓強(qiáng)度）：峰值應(yīng)力（軸心抗壓強(qiáng)度） 0 ：對(duì)應(yīng)于應(yīng)力峰值點(diǎn)的應(yīng)變：對(duì)應(yīng)于應(yīng)力峰值點(diǎn)的應(yīng)變 規(guī)范規(guī)范 c0 = 0.002 cu ：最大應(yīng)變（混凝土極限壓應(yīng)：最大應(yīng)變（混凝土極限壓應(yīng) 變）變）規(guī)范規(guī)范 cu =3.010-33.2.2 3.2.2 混凝土的變形混凝土的變形1.混凝土在單調(diào)、短期加載作用下的變形性能混凝土在單調(diào)、短期加載作用下的變形性能（1） 混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線 影響影響混凝土軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的主要因素：混凝土軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的主要因素： l 混凝土的強(qiáng)度：混凝土的強(qiáng)度： 混凝土

26、強(qiáng)度愈高，應(yīng)力應(yīng)變曲線下降愈劇烈，延性就混凝土強(qiáng)度愈高，應(yīng)力應(yīng)變曲線下降愈劇烈，延性就愈差（延性是材料承受變形的能力）。愈差（延性是材料承受變形的能力）。0 0.001 0.002 0.003 0.004 強(qiáng)度等級(jí)不同的混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線強(qiáng)度等級(jí)不同的混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線 9 15 22 28 32 40 30 20 10 40 l 加載速度加載速度 應(yīng)變速率小，峰值應(yīng)力應(yīng)變速率小，峰值應(yīng)力fc降低，降低， c0 增大，下降段曲線增大，下降段曲線坡度顯著地減緩。坡度顯著地減緩。 l 測(cè)試技術(shù)和試驗(yàn)條件測(cè)試技術(shù)和試驗(yàn)條件 應(yīng)該采用等應(yīng)變加載。應(yīng)該采用等應(yīng)變加載。 試驗(yàn)機(jī)的剛度對(duì)下降段的影響很大

27、。如果試驗(yàn)機(jī)的剛度試驗(yàn)機(jī)的剛度對(duì)下降段的影響很大。如果試驗(yàn)機(jī)的剛度不足，無法測(cè)出應(yīng)力應(yīng)變曲線的下降段。不足，無法測(cè)出應(yīng)力應(yīng)變曲線的下降段。 應(yīng)變測(cè)量的標(biāo)距也有影響，應(yīng)變量測(cè)的標(biāo)距愈大，曲線應(yīng)變測(cè)量的標(biāo)距也有影響，應(yīng)變量測(cè)的標(biāo)距愈大，曲線坡度陡；標(biāo)距愈小，坡度愈緩。坡度陡；標(biāo)距愈小，坡度愈緩。 C)C)承壓板和試件上下承壓板和試件上下 表面之間涂以油脂潤(rùn)滑劑表面之間涂以油脂潤(rùn)滑劑a a）不）不加油脂潤(rùn)滑劑的試驗(yàn)方法加油脂潤(rùn)滑劑的試驗(yàn)方法 b b）破壞狀態(tài)）破壞狀態(tài) l 側(cè)向約束側(cè)向約束 試件的上下表面與試驗(yàn)機(jī)承壓板之間存在摩阻力，破壞時(shí)，形成兩試件的上下表面與試驗(yàn)機(jī)承壓板之間存在摩阻力，破壞時(shí)，

28、形成兩個(gè)對(duì)頂疊置的截頭方錐體。個(gè)對(duì)頂疊置的截頭方錐體。（測(cè)得的強(qiáng)度較高測(cè)得的強(qiáng)度較高） 試件的上下表面與試驗(yàn)機(jī)承壓板之間涂抹潤(rùn)滑劑，其破壞形態(tài)如試件的上下表面與試驗(yàn)機(jī)承壓板之間涂抹潤(rùn)滑劑，其破壞形態(tài)如c)圖所示。圖所示。（測(cè)得的強(qiáng)度較低，應(yīng)力應(yīng)變曲線沒有下降段測(cè)得的強(qiáng)度較低，應(yīng)力應(yīng)變曲線沒有下降段） 抗抗壓彈性模量（三種表示方法）壓彈性模量（三種表示方法） 原點(diǎn)彈性模量原點(diǎn)彈性模量 切線彈性模量切線彈性模量 變形變形彈性模量彈性模量3.2.2 3.2.2 混凝土的變形混凝土的變形1.混凝土在單調(diào)、短期加載作用下的變形性能混凝土在單調(diào)、短期加載作用下的變形性能（2）混凝土的彈性模量、變形模量）混

29、凝土的彈性模量、變形模量c0cetgE cd/ dEtgl切線切線模量模量過應(yīng)力應(yīng)變曲線上某過應(yīng)力應(yīng)變曲線上某一點(diǎn)作切線，該切線的斜率：一點(diǎn)作切線，該切線的斜率： l原點(diǎn)原點(diǎn)彈性模量彈性模量（初始彈性模量）（初始彈性模量）過原點(diǎn)作切線，該切線的斜率：過原點(diǎn)作切線，該切線的斜率：0cceccccecpcecpceEE變形模量變形模量連接混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的連接混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的原點(diǎn)原點(diǎn)O及曲線上某一點(diǎn)及曲線上某一點(diǎn)K，該割線的斜率，該割線的斜率，也稱割線模量或彈塑性模量，即也稱割線模量或彈塑性模量，即l 混凝土的剪切模量混凝土的剪切模量 G：2(1)cccEGc 混凝土的泊松比混凝土的泊松比由

30、統(tǒng)計(jì)分析得經(jīng)驗(yàn)公式為：由統(tǒng)計(jì)分析得經(jīng)驗(yàn)公式為： 5,10(MPa)34.742.2ccu kEfl規(guī)范規(guī)范中抗壓中抗壓彈性模量彈性模量的的測(cè)定方法測(cè)定方法 試驗(yàn)采用棱柱體試件，取應(yīng)力上限為試驗(yàn)采用棱柱體試件，取應(yīng)力上限為=0.5 fc，然后卸，然后卸荷至零，再重復(fù)加載卸荷荷至零，再重復(fù)加載卸荷510次。不斷消除塑性變形，次。不斷消除塑性變形，直至應(yīng)力直至應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸穩(wěn)定成為直線，該直線斜率即為應(yīng)變曲線逐漸穩(wěn)定成為直線，該直線斜率即為混凝土彈性彈性模量?；炷翉椥詮椥阅Ａ?。（3 3）混凝土）混凝土單軸向受壓應(yīng)力單軸向受壓應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型 國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外采用廣泛的

31、描述混凝土單軸向受壓應(yīng)力采用廣泛的描述混凝土單軸向受壓應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線模型模型 上升段為二次拋物線，下降段為斜直線。上升段為二次拋物線，下降段為斜直線。 上升段：上升段： 下降段：下降段： 式中，式中，峰值應(yīng)變峰值應(yīng)變 極限壓應(yīng)變極限壓應(yīng)變)(2200cf)15. 01 (00ucf002. 000038. 0u 補(bǔ)充補(bǔ)充v我國(guó)我國(guó)規(guī)范規(guī)范采用的混凝土單軸向受壓應(yīng)力采用的混凝土單軸向受壓應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變 曲線曲線模型模型 該模型形式較簡(jiǎn)單，上升段采用二次拋物線，下降段采用該模型形式較簡(jiǎn)單，上升段采用二次拋物線，下降段采用水平直線。水平直線。 上升段：上升段： 水平段：水平段： 式中，參

32、數(shù)取值如下：式中，參數(shù)取值如下： )1 (1 0ncccf0()c ccf0()cu0 . 2)50(6012,kcufn002. 010)50(5 . 0002. 05,0kcuf0033. 010)50(0033. 05,kcucuf 補(bǔ)充補(bǔ)充( (了解）了解）在荷載的長(zhǎng)期作用下，混凝土的變形將隨時(shí)間而增加，在荷載的長(zhǎng)期作用下，混凝土的變形將隨時(shí)間而增加，亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)，這亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象被稱為種現(xiàn)象被稱為徐變。徐變。l 徐變定義：徐變定義：3.2.2 3.2.2 混凝土的變形混凝土的變形2.混凝土在荷載長(zhǎng)期作

33、用下的變形混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下的變形 徐變徐變 混凝土徐變的主要原因是在荷載長(zhǎng)期作用下，水泥凝膠混凝土徐變的主要原因是在荷載長(zhǎng)期作用下，水泥凝膠體在荷載作用下逐漸發(fā)生粘性流動(dòng)，并把它所承受的壓體在荷載作用下逐漸發(fā)生粘性流動(dòng)，并把它所承受的壓力逐漸轉(zhuǎn)給骨料顆粒。當(dāng)卸載時(shí)，骨料可以又把上述壓力逐漸轉(zhuǎn)給骨料顆粒。當(dāng)卸載時(shí)，骨料可以又把上述壓力逐步轉(zhuǎn)回給凝膠體，而使一部分變形逐漸得到恢復(fù)。力逐步轉(zhuǎn)回給凝膠體，而使一部分變形逐漸得到恢復(fù)。l 徐變產(chǎn)生的原因徐變產(chǎn)生的原因 3.2.2 3.2.2 混凝土的變形混凝土的變形2.混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下的變形混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下的變形 徐變徐變l 影響混凝土

34、徐變的因素影響混凝土徐變的因素 當(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力 0.5cf時(shí)，徐變大致與應(yīng)力成正比，時(shí)，徐變大致與應(yīng)力成正比，產(chǎn)生線性徐變。產(chǎn)生線性徐變。 （1） 加載應(yīng)力加載應(yīng)力大小大小0.8cf時(shí)，徐變急劇增加，不收斂。時(shí)，徐變急劇增加，不收斂。 (0.5 0.8)cf產(chǎn)生非線性徐變。產(chǎn)生非線性徐變。 時(shí)，徐變的增長(zhǎng)較應(yīng)力快，時(shí)，徐變的增長(zhǎng)較應(yīng)力快， 當(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力 當(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力 工程應(yīng)用工程應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)加力過高危險(xiǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)加力過高危險(xiǎn) （2） 加載加載齡期齡期 加載齡期越老，水泥石晶體所占比重越大，膠體粘加載齡期越老，水泥石晶體所占比重越大，膠體粘流就越小，徐變就越小。流就越小，徐變

35、就越小。 工程應(yīng)用工程應(yīng)用 應(yīng)避免過早的應(yīng)避免過早的施加預(yù)應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力（4）養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度與濕度）養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度與濕度 養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度越高，濕度越大，水泥水化作用就越充分，養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度越高，濕度越大，水泥水化作用就越充分，徐變就越小。使用環(huán)境溫度越高，徐變?cè)酱?；環(huán)境的相對(duì)徐變就越小。使用環(huán)境溫度越高，徐變?cè)酱?；環(huán)境的相對(duì)濕度越低，徐變也越大。濕度越低，徐變也越大。溫度和濕度保持不變時(shí)，構(gòu)件的尺寸越大，體表比越大，溫度和濕度保持不變時(shí)，構(gòu)件的尺寸越大，體表比越大，徐變就越小。徐變就越小。（3） 混凝土的組成成份和配合混凝土的組成成份和配合比比 水泥水泥用量、水灰比、水泥品種，養(yǎng)護(hù)條件

36、等對(duì)徐變用量、水灰比、水泥品種，養(yǎng)護(hù)條件等對(duì)徐變有影響，水泥用量多，水灰比大，徐變則大，水泥的活有影響，水泥用量多，水灰比大，徐變則大，水泥的活性越低，徐變?cè)酱?。性越低，徐變?cè)酱蟆?l 影響混凝土徐變的因素影響混凝土徐變的因素 l 徐變的作用徐變的作用 不利方面不利方面：引起撓度增大，造成預(yù)應(yīng)力損失。引起撓度增大，造成預(yù)應(yīng)力損失。 有利方面有利方面：減少由于支座不均勻沉降產(chǎn)生的應(yīng)力；分：減少由于支座不均勻沉降產(chǎn)生的應(yīng)力；分散應(yīng)力集中，引起應(yīng)力重分布（由于徐變而使應(yīng)力集中散應(yīng)力集中，引起應(yīng)力重分布（由于徐變而使應(yīng)力集中緩和）；降低溫度應(yīng)力緩和）；降低溫度應(yīng)力。 應(yīng)力重分布：應(yīng)力重分布：某一個(gè)給定

37、的截面在梁的不同階段受拉區(qū)某一個(gè)給定的截面在梁的不同階段受拉區(qū)與受壓區(qū)的應(yīng)力相對(duì)初始彈性分布時(shí)期的變化。與受壓區(qū)的應(yīng)力相對(duì)初始彈性分布時(shí)期的變化。 塑性變形：塑性變形：混凝土中結(jié)合面裂縫的擴(kuò)展延伸引起；只有當(dāng)混凝土中結(jié)合面裂縫的擴(kuò)展延伸引起；只有當(dāng)應(yīng)力超過材料的彈性極限強(qiáng)度后才產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力超過材料的彈性極限強(qiáng)度后才產(chǎn)生塑性變形，且具有且具有不可恢復(fù)性。不可恢復(fù)性。 徐變：徐變：應(yīng)力不大時(shí)為混凝土內(nèi)未結(jié)晶的水泥膠體的應(yīng)力重應(yīng)力不大時(shí)為混凝土內(nèi)未結(jié)晶的水泥膠體的應(yīng)力重分布所致（水泥石中的膠體具有流動(dòng)的性質(zhì)）；應(yīng)力較大分布所致（水泥石中的膠體具有流動(dòng)的性質(zhì)）；應(yīng)力較大時(shí)，是混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展的

38、結(jié)果（裂縫促進(jìn)徐變發(fā)展）；時(shí)，是混凝土內(nèi)微裂縫發(fā)展的結(jié)果（裂縫促進(jìn)徐變發(fā)展）；應(yīng)力較小時(shí)就會(huì)發(fā)生，部分可恢復(fù)。應(yīng)力較小時(shí)就會(huì)發(fā)生，部分可恢復(fù)。 l 徐變和塑性變形的區(qū)別徐變和塑性變形的區(qū)別 （1）定義：）定義：在混凝土凝結(jié)和硬化的物理化學(xué)過程中在混凝土凝結(jié)和硬化的物理化學(xué)過程中體積隨時(shí)間推移而減小的現(xiàn)象稱為體積隨時(shí)間推移而減小的現(xiàn)象稱為收縮收縮。蒸汽養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)051015200.10.20.30.4收縮收縮( 103) 時(shí)間時(shí)間 (月月)3.2.2 3.2.2 混凝土的變形混凝土的變形3. 混凝土的非荷載變形混凝土的非荷載變形 收縮收縮 （2）收縮的原因）收縮的原因硬化初期，

39、硬化初期，水泥石在凝固過程中產(chǎn)生的體水泥石在凝固過程中產(chǎn)生的體積變化（化學(xué)性收縮，本身的體積收縮）積變化（化學(xué)性收縮，本身的體積收縮）后期，后期，主要是混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)而引起主要是混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)而引起的干縮（物理收縮，失水干燥）的干縮（物理收縮，失水干燥）（3）影響收縮的）影響收縮的主要因素主要因素混凝土的組成和配比混凝土的組成和配比 構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)條件、使用環(huán)境的溫度和濕度構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)條件、使用環(huán)境的溫度和濕度以及凡是影響混凝土中水分保持的因素以及凡是影響混凝土中水分保持的因素 構(gòu)件的體表比：比值越小，收縮越大構(gòu)件的體表比：比值越小，收縮越大 構(gòu)件未受荷之前產(chǎn)生裂縫構(gòu)件未受荷之前產(chǎn)生裂縫

40、 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力損失（預(yù)應(yīng)力筋和混凝土預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力損失（預(yù)應(yīng)力筋和混凝土一同回縮引起預(yù)應(yīng)力損失一同回縮引起預(yù)應(yīng)力損失 超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力 （4）收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響）收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響3.3 3.3 鋼筋鋼筋 根據(jù)鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的作用，可將鋼筋分為根據(jù)鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的作用，可將鋼筋分為普通鋼普通鋼筋筋和和預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋。普通鋼筋普通鋼筋是用于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的各種非預(yù)應(yīng)力筋是用于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中的各種非預(yù)應(yīng)力筋的總稱。的總稱。預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋是用于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中施加預(yù)應(yīng)力的是用于混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中施加預(yù)應(yīng)力的鋼絲、鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋鋼絞線和

41、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋等的總稱。等的總稱。3.3.13.3.1鋼筋的品種和規(guī)格鋼筋的品種和規(guī)格鋼筋鋼筋普通鋼筋普通鋼筋熱軋鋼筋熱軋鋼筋熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋余熱處理鋼筋余熱處理鋼筋冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼絞線鋼絞線鋼絲鋼絲精軋螺紋鋼筋精軋螺紋鋼筋3.3.13.3.1鋼筋的品種和規(guī)格鋼筋的品種和規(guī)格 20MnSi2V 碳素鋼碳素鋼普通低合金鋼普通低合金鋼低碳鋼（含碳量少于低碳鋼（含碳量少于0.25%）中碳鋼（含碳量中碳鋼（含碳量0.25%0.6%）高碳鋼（含碳量大于高碳鋼（含碳量大于0.6%)1.1.按化學(xué)成份分按化學(xué)成份分 注：由于冷加工鋼筋延性較差，目

42、前較少使用，若由于冷加工鋼筋延性較差，目前較少使用，若在工程中采用時(shí)，應(yīng)遵守專門規(guī)程的規(guī)定。在工程中采用時(shí)，應(yīng)遵守專門規(guī)程的規(guī)定。 l熱軋鋼筋熱軋鋼筋 光圓鋼筋（光圓鋼筋（R235（HPB235） 帶肋鋼筋帶肋鋼筋(HRB335,HRB400,KL400（RRB400）)2.按按鋼筋的加工方法鋼筋的加工方法冷拉鋼筋冷拉鋼筋 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋 冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋 l熱處理鋼筋熱處理鋼筋 l 冷加工鋼筋冷加工鋼筋 3.熱軋鋼筋熱軋鋼筋按外型特征分類按外型特征分類光面鋼筋光面鋼筋螺紋鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋人字紋鋼筋 光圓鋼筋光圓鋼筋（R235R235（HPB235HPB

43、235）已淘汰，已淘汰，HPB300） 帶肋鋼筋帶肋鋼筋(HRB335,HRB400,KL400（RRB400）) 軟鋼：有明顯屈服臺(tái)階的鋼筋軟鋼：有明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(熱軋鋼筋、冷拉鋼筋熱軋鋼筋、冷拉鋼筋)硬鋼：無明顯屈服臺(tái)階的鋼筋硬鋼：無明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(高強(qiáng)碳素鋼絲、鋼絞線高強(qiáng)碳素鋼絲、鋼絞線)4.按按力學(xué)性能不同可分為力學(xué)性能不同可分為 主要物理力學(xué)指標(biāo)：主要物理力學(xué)指標(biāo)：對(duì)于有明顯屈服臺(tái)階的軟鋼取屈服強(qiáng)度對(duì)于有明顯屈服臺(tái)階的軟鋼取屈服強(qiáng)度 fsk 作作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。 對(duì)于無明顯屈服臺(tái)階的硬鋼取條件屈服強(qiáng)度對(duì)于無明顯屈服臺(tái)階的硬鋼取條件屈服強(qiáng)度 0.2作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依

44、據(jù)。作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。屈服強(qiáng)度、抗拉極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能屈服強(qiáng)度、抗拉極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能1.軟鋼軟鋼-有明顯流服鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線有明顯流服鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線3.3.23.3.2鋼筋的強(qiáng)度和變形鋼筋的強(qiáng)度和變形 oa彈性階段彈性階段 a比例極限比例極限fd強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段 d極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度de 頸縮階段頸縮階段比例極限比例極限屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度o (N/mm2) fy ft ed流幅流幅abcfcf屈服臺(tái)階屈服臺(tái)階 c屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 極限應(yīng)變極限應(yīng)變四個(gè)受力階段四個(gè)受力階段四個(gè)特征值四個(gè)特征值 lPPAAPll 鋼筋拉伸試驗(yàn)鋼筋拉伸試驗(yàn) （1）c點(diǎn)的屈服強(qiáng)度點(diǎn)的

45、屈服強(qiáng)度是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中強(qiáng)度是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中強(qiáng)度取值的主要依據(jù)，因?yàn)殇摻顟?yīng)力達(dá)到屈服極限后，荷載不增取值的主要依據(jù)，因?yàn)殇摻顟?yīng)力達(dá)到屈服極限后，荷載不增加，應(yīng)變繼續(xù)增大，使得鋼筋混泥土裂縫開尺過寬，變形過加，應(yīng)變繼續(xù)增大，使得鋼筋混泥土裂縫開尺過寬，變形過大，結(jié)構(gòu)不能正常使用。大，結(jié)構(gòu)不能正常使用。 （2）d點(diǎn)的極限強(qiáng)度點(diǎn)的極限強(qiáng)度材料的實(shí)際破壞強(qiáng)度，衡量鋼筋材料的實(shí)際破壞強(qiáng)度，衡量鋼筋經(jīng)大變形后的抗拉能力，不能作為計(jì)算依據(jù)。經(jīng)大變形后的抗拉能力，不能作為計(jì)算依據(jù)。屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比極限抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 屈屈強(qiáng)比：強(qiáng)比：表示結(jié)構(gòu)的可靠性潛力，屈強(qiáng)比表示結(jié)構(gòu)的可

46、靠性潛力，屈強(qiáng)比小則結(jié)構(gòu)的可靠性高，但太小鋼材利用率太小則結(jié)構(gòu)的可靠性高，但太小鋼材利用率太低。但為了保證鋼筋的綜合強(qiáng)度性能，在檢低。但為了保證鋼筋的綜合強(qiáng)度性能，在檢驗(yàn)鋼筋的質(zhì)量時(shí)，仍要保證它的極限抗拉強(qiáng)驗(yàn)鋼筋的質(zhì)量時(shí)，仍要保證它的極限抗拉強(qiáng)度并滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別在抗震結(jié)構(gòu)度并滿足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別在抗震結(jié)構(gòu)中，由于構(gòu)件要進(jìn)入大變形工作，考慮到鋼中，由于構(gòu)件要進(jìn)入大變形工作，考慮到鋼筋可能受拉進(jìn)入強(qiáng)化階段。筋可能受拉進(jìn)入強(qiáng)化階段。 （1）伸長(zhǎng)率）伸長(zhǎng)率又稱延伸率，又稱延伸率，e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，用點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，用（指標(biāo)注為（指標(biāo)注為10倍或倍或5倍鋼筋直徑即）表示，倍鋼筋直徑即）

47、表示， %100001lll（2）冷彎性能）冷彎性能指鋼材在冷加工過程中產(chǎn)生塑性變形指鋼材在冷加工過程中產(chǎn)生塑性變形時(shí)，對(duì)產(chǎn)生裂縫的抵抗能力。通過冷彎試驗(yàn)，檢查試件表時(shí)，對(duì)產(chǎn)生裂縫的抵抗能力。通過冷彎試驗(yàn)，檢查試件表面是否有裂紋或分層斷裂來反映塑性。面是否有裂紋或分層斷裂來反映塑性。dldl10511015 2無明顯流幅鋼筋的應(yīng)力無明顯流幅鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)變關(guān)系曲線 主要針對(duì)強(qiáng)度高，塑性差，脆性大的鋼筋。主要針對(duì)強(qiáng)度高，塑性差，脆性大的鋼筋。 條件流限條件流限（或條件屈服強(qiáng)度）（或條件屈服強(qiáng)度）經(jīng)加載、卸載后尚存有經(jīng)加載、卸載后尚存有0.2%的殘余變形時(shí)的應(yīng)力，用的殘余變形時(shí)的應(yīng)力，用

48、 0.2表示。一般取極限強(qiáng)度的表示。一般取極限強(qiáng)度的85%。 0.2% 0.2 (N/mm2) o 0.2條件屈服強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度3.3.23.3.2鋼筋的強(qiáng)度和變形鋼筋的強(qiáng)度和變形 3.3.33.3.3鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值國(guó)標(biāo)規(guī)定：國(guó)標(biāo)規(guī)定： 3.3.33.3.3鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.1.普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 3.3.33.3.3鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2.2.預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 3.3.33.3.3鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3.3.鋼筋的彈性模量鋼筋的彈性模量公路橋規(guī)公路橋規(guī)規(guī)定的普通鋼筋的彈性模量和預(yù)應(yīng)力鋼筋規(guī)定的普通鋼筋的彈性模量和預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量如下表：的彈性模量如下表：3.4 3.4 鋼筋與混凝土之間鋼筋與混凝土之間的的黏黏結(jié)結(jié)3.4.13.4.1 黏結(jié)黏結(jié)的作用的作用 3.4.2 3.4.2 黏黏結(jié)結(jié)機(jī)理分析機(jī)理分析 3.4.3 3.4.3