建筑结构材料混凝土基本构件学习PPT.ppt

建筑结构architecturalconstruction 第三章混凝土基本构件学习重点 混凝土结构用钢筋的品种和规格 钢筋的选用规定 混凝土强度等级的概念及选用的规定 混凝土收缩和徐变的概念 钢筋 混凝土设计参数的查用方法 耐久性对同质量的主要要求 钢筋和混凝土共同工作的原因 钢筋的锚固和连接的要求 混凝土基本构件的构造要求 钢筋混凝土受弯构件 受压构件的破坏特征及承载力急速那方法 一 钢筋的品种按成分划分 低碳钢 中碳钢 高碳钢按外形划分 光圆钢筋 带肋钢筋按直径尺寸 根数分 钢丝 钢筋 钢铰线 钢辊 钢丝绳按生产工艺分 热轧钢筋 冷加工钢筋 热处理钢筋按力学性能是否有明显屈服点分 软钢 硬钢 第一节混凝土结构材料 一 钢筋steelreinforcement 1 1钢筋 一 钢筋的品种热轧钢筋 冷加工钢筋 热处理钢筋 中高强钢丝和钢绞线 第一章钢筋和混凝土的材料性能 1 1钢筋 1 热轧钢筋hotrolledsteelreinforcingbarhpb235级 级 hrb335级 级 hrb400级 rrb400级 级 hrb500级 级 根数 符号 直径 用于标注梁中 柱中纵筋 用于标注梁 柱中箍筋和板中钢筋 第一章钢筋和混凝土的材料性能 1 1钢筋 级 hpb235级 钢筋多为光面钢筋 plainbar 多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋 级 hrb335级 和 级 hrb400级 钢筋外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋 deformedbar 强度较高 多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋 尺寸较大的构件 也有用 级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘结 bond 级钢筋强度太高 不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋 一般冷拉后作预应力筋 思考与讨论 钢筋强度高带来什么问题 其他种类钢筋 1 1钢筋 钢丝钢丝的直径3 9mm 外形有光面 刻痕和螺旋肋三种 另有二股 三股和七股钢绞线 外接圆直径9 5 15 2mm 中强钢丝的强度为800 1200mpa 高强钢丝 钢绞线的为1470 1860mpa 延伸率d10 6 d100 3 5 4 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构 建筑钢材的力学性能 第一节建筑结构材料 热处理钢筋包括40si2mn 48si2mn及45si2cr几种牌号 以盘条形式供应 钢材的化学成分 按碳的含量 小于0 25 的为低碳钢 大于0 25 而小于0 6 的为中碳钢 大于0 6 的为高碳钢 锰和硅是钢中的有益元素 它们都是脱氧剂 它们可提高强度 又不会过多降低塑性和冲击韧性 钒 铌 钛是钢中的合金元素 既可以提高钢材强度 又可保持良好的塑性 韧性 铝是强脱氧剂 用铝进行补充脱氧 能进一步减少钢中的有害氧化物 铬和镍是提高钢材强度的合金元素 硫和磷是冶炼过程中留在钢中的杂质 是有害元素 它们降低钢材的塑性 韧性 可焊性和疲劳强度 建筑钢材的力学性能 有明显屈服点的钢材 低碳钢和低合金钢 由于到达 y后构件产生较大变形 故把它取为计算构件的强度标准 到达 u时构件开始断裂破坏 故以 u作为材料的强度储备 y u 建筑钢材的力学性能 无明显屈服点的钢材 高强钢材 如热处理钢材 对于无明显屈服点的钢材 以残余变形为0 2 时的应力作为名义屈服点 其值约为极限强度的85 y u 建筑钢材的力学性能 塑性性能 冷弯性能 断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率 它是衡量钢材塑性的重要指标 冷弯性能由冷弯试验来确定 试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压 使试件弯成180 如试件外表面不出现裂纹和分层 即为合格 冷弯试验 伸长率测试仪 冲击韧性 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力 韧性是钢材强度和塑性的综合指标 冲击韧性随温度的降低而下降 其规律是开始下降缓慢 当达到一定温度范围时 突然下降很多而呈脆性 这种性质称为钢材的冷脆性 冲击韧性试验机 钢筋的强度标准值和强度设计值 强度标准值除以材料分项系数即为材料强度设计值 钢筋的材料分项系数 热轧钢筋1 10 预应力钢筋1 20 二 混凝土 是按一定比例的水泥 砂 石和水 经拌合 浇筑 振捣 养护 逐步凝固硬化形成的人造石材 商品混凝土运输和浇筑设备 三大强度 立方抗压强度fcu轴心抗压强度fc轴心抗拉强度ft 一 混凝土的强度 1 砼立方体抗压强度 fcu 试块尺寸 150 150 150mm3养护时间 28天养护条件 温度20 3 相对湿度 90 加荷速度 每秒0 3 0 8n mm2 混凝土按立方体抗压强度的标准值 fcu k 的大小 分为14等级 它们是c15 c20 c25 c30 c35 c40 c45 c50 c55 c60 c65 c70 c75 c80 左图 试件表面无润滑剂 产生套箍效应 工程中常采用这种方法 右图 试件表面涂有润滑剂 摩擦阻力小 测得的抗压强度小 工程中一般不采用 立方体混凝土试块 2 砼轴心抗压强度 fc 试块尺寸 150 150 300mm3养护时间 28天养护条件 温度20 3 相对湿度 90 棱柱强度与立方强度之比 考虑c40以上混凝土脆性的折减系数 3 砼轴心抗拉强度 ft 混凝土为脆性材料 内部存在许多细小孔隙 因此其抗拉强度很低 试验方法 国内外多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定 混凝土的抗拉强度远小于抗压强度 只有抗压强度的1 10 1 18 二 混凝土的变形 1 混凝土的徐变混凝土在持续荷载作用下 除产生瞬间的弹性变形和塑性变形外 还会产生随时间增长的变形 称为徐变 徐变对结构物的影响有利影响 可消除钢筋混凝土内的应力集中 使应力重新分配 从而使混凝土构件中局部应力得到缓和 对大体积混凝土则能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力 不利影响 使钢筋的预加应力受到损失 预应力减小 使构件强度减小 影响徐变因素混凝土的徐变是由于在长期荷载作用下 水泥石中的凝胶体产生粘性流动 向毛细孔内迁移所致 影响混凝土徐变的因素有水灰比 水泥用量 骨料种类 应力等 砼内毛细孔数量越多 徐变越大 加荷龄期越长 徐变越小 水泥用量和水灰比越小 徐变越小 所用骨料弹性模量越大 徐变越小 所受应力越大 徐变越大 1 混凝土的收缩混凝土在空气中结硬时体积会缩小 而在水中结硬时体积会增大 前者称为收缩 后者称为膨胀 混凝土收缩的影响因素水泥用量越多 水灰比愈大 收缩越大 强度等级越高的水泥制成的混凝土收缩越大 集料的弹性模量越大收缩越小 在结硬过程中 周围温度 湿度大 收缩小 混凝土越密实 收缩越小 使用环境温度 湿度大 收缩小 三 混凝土的选用 混凝土规范 规定 素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于c15 钢筋的混凝土强度等级不应低于c20 采用强度等级为400mpa及以上的钢筋时 强度等级不应低于c25 预应力混凝土强度等级不宜低于c40 且不应低于c30 承受重复荷载的钢筋混凝土构件 混凝土强度等级不应低于c30 四 混凝土的设计参数 1 强度标准值和设计值2 弹性模量 结构的使用环境是影响混凝土结构耐久性的最重要的因素 使用环境类别按下表划分 注 严寒地区指最冷月平均温度 10 日平均温度不高于5 的天数 145d的地区 寒冷地区指最冷月平均温度 10 0 日平均温