从而提高砌体的抗压强度.ppt

1钢筋品种、规格、力学性能及强度设计指标2 .钢架用钢材品种、规格、力学性能及强度设计指标3 .混凝土强度、变形指标混凝土结构耐久性规定4 .砌块材料种类和强度等级5 .结构体力学性能。 重点，建筑钢材力学性能。 难点，建筑钢材力学性能。 2.1.1建筑钢材品种和规格1 .对混凝土结构钢筋的要求具有高强度和良好塑性易于加工和焊接应与混凝土具有充分的粘结力。 2.1建筑钢材、热轧钢筋冷拉钢筋热处理钢筋、冷轧钢筋(带冷轧肋钢筋、冷轧扭转钢筋)冷拉低碳应力钢绞线、钢筋按加工方法分类；(2)钢筋的种类，钢筋按是否对结构施加预应力分类钢筋混凝土结构中使用的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四个阶段。 混凝土规范规定普通钢筋应采用HRB400级和HRB335级钢筋。HPB235级钢筋：光圈钢筋，公称直径范围为820mm，推荐直径为8、10、12、16、20mm。 在实际工程中，仅用作楼板、基础、低载荷梁、柱受力主筋、箍筋和其他结构钢筋。 HRB335级钢筋：小口钢筋，公称直径范围为650mm，推荐直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40、50mm。 混凝土结构的辅助钢筋，在实际工程中主要用作结构构件的受力主筋。HRB400级钢筋：方坯钢筋，公称直径范围和推荐直径为HRB335钢筋。 是混凝土结构的主导钢筋，在实际工程中主要用作结构构件的受力主筋。 RRB400级钢筋：方坯钢筋，公称直径范围为840mm，推荐直径为8、10、12、16、20、25、32、40mm。 强度高，但疲劳性能、冷弯性能及焊接性差，其应用受到一定的限制。 2 )预应力钢筋优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处理钢筋。 钢绞线：由多根高强钢丝缠绕而成，分为3根和7根2种，多用于后张法大型部件。 预应力钢丝：主要是消除应力的钢丝，其外形有光泽面、螺旋肋、三面切割三种。 热处理钢筋：包括40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr几个品牌，它们均以盘条形式供应，无需焊接、冷拔，施工方便。 2、钢结构用钢材(1)钢种和钢号建筑工程常用的碳结构钢和低合金高强度结构钢1 )碳结构钢的品牌：碳结构钢的品牌例： Q235A，2 )低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢的品牌：注：低合金高强度结构钢的a、b级属于镇静钢，c、d、e级属于特殊镇静钢。3 )钢材的选定钢结构规范规定，耐力结构的钢材采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢。 承重结构所采用的钢材必须具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，焊接结构必须具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构及重要的非焊接承重结构所采用的钢材，还必须保证冷弯试验合格。、(2)品种及规格1 )热轧钢板热轧钢板的厚度为4.560mm、宽度为0.73m、长度为412m . 广泛用于构成焊接构件和连接钢板。 厚度为0.354mm，宽度为0.51.5m，长度为0.54m。 薄钢板是冷弯薄壁型钢原料，厚度为460mm，宽度为30200mm，长度为39m。 钢板通过在“-”后面加上“厚度的长度(单位为mm )”的方法表示。 -128002100。薄板、厚板、扁钢、2 )热轧型钢(图2.1.2 )、角钢有等边和不等边两种。 等边角钢：l之后再加上边宽厚度(单位为mm )，就像L10010。 不等角钢：l之后加上长边宽度短边宽度厚度，就像L100808。 储罐钢热轧普通储罐钢和热轧轻质储罐钢。普通槽钢：“”加上截面高度(单位为cm )，用a、b、c区分同一截面高度不同的腹板厚度。 轻型通道：“Q加上截面高度(单位为cm )，h型钢分为普通h型钢和轻型h型钢。 普通h型钢：“I”后断面高度(单位为cm )。 20号以上的h型钢，在同一截面高度有3种腹板的厚度，由a、b、c区分(其中a型腹板最薄)，如I30b。 轻工字钢：在QI后加上截面高度(单位为cm )，如QI25。 H型钢热轧h型钢分为宽翼缘h型钢、中翼缘h型钢和窄翼缘h型钢3种，还有h型钢柱，其符号分别为HW、HM、HN、HP。 显示方法：在导线后加上“高度、宽度、腹板厚度、凸缘厚度”(单位为mm )，设为HW340250914。 分割t型钢编号对应h型钢，TW、TM、TN分别表示宽幅凸缘t型钢、中凸缘t型钢和窄凸缘t型钢，其表示方法与h型钢相同，TN22520012。 钢管分为无缝钢管和焊接钢管。 表示方法：“”后面采用“外径厚度”(单位为mm )、3 )冷弯薄壁型材(图2.1.3 )、冷弯薄壁型钢：由26mm薄钢板冷弯或冲压成形的高效、经济的断面缺陷，因壁薄、对锈蚀的影响敏感，与跨度小、负荷轻的轻型钢结构相比较多。 冲压钢板：使用钢板的厚度为0.42mm。 其优缺点和冷弯薄壁型钢主要用于围栏结构、屋顶、地板等。 2.1.2建筑钢材力学性能1 .影响钢材力学性能的因素很多，本节主要探讨化学成分、冶金缺陷、钢材硬化、应力集中、残馀应力、温度变化及疲劳对钢材性能的影响。 (1)化学成分碳：形成钢材强度的主要成分。 碳含量增高，钢材强度提高，同时钢材塑性、韧性、冷弯性能、焊接性、抗锈性降低，特别是低温下的冲击韧性也降低。 锰和硅：钢中有用的元素是脱氧剂，可以提高强度，不怎么降低塑性和冲击韧性。 钒、铌、钛：钢中的合金元素可以在提高钢材强度的同时，保持良好的塑性、韧性。 铝：强脱氧剂，铝可补充脱氧，进一步减少钢中的有害氧化物。 铬和镍：提高钢材强度的合金元素。 硫和磷：冶炼过程中钢中残留的杂质、有害元素。 降低钢材的塑性、韧性、焊接性和疲劳强度。 硫使钢材“热脆”，磷使钢材“冷脆”。 “热脆”:硫生成容易熔化的硫化铁，在热加工和焊接中温度达到8001000时，钢材会破裂，产生变脆的现象。 “冷脆”:低温时磷大幅度降低钢材冲击韧性的现象。 氧和氮：钢中的有害杂质。 氧使钢热脆化，氮使钢冷脆化。 (2)冶金缺陷影响下常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹、层等，使钢材性能退化。 (3)钢材的硬化冷拔、冷弯、冲裁、机械剪切等冷加工使钢材产生大的塑性变形，提高钢的屈服点，同时降低钢的塑性和韧性，这种现象称为冷硬化或应变硬化。 (4)温度影响钢材对温度敏感，温度的上升和下降会改变钢材的性能。 钢材的低温性能比它更为重要。 在正温度范围内，整体趋势随温度升高钢材强度降低，变形加大。 约200以内钢材的性能没有大的变化，在430540之间强度(屈服强度和拉伸强度)急剧下降到600时，不能承担强度低的负荷。 另外，250附近有蓝脆现象，约260320有渐变现象。(5)应力集中(图2.1.4 )，应力集中系数越大，变脆的倾向越大。 在负温度下或动力负荷下工作的结构，应力集中的不良影响变得显着。反复负荷作用的钢材在反复负荷作用时，结构的阻力和性能发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。2、钢材力学性能建筑钢材力学性能是衡量钢材质量的重要指标，包括强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性。 (1)强度1 )具有明显屈服点的钢材，具有明显屈服点的钢筋，a是比例极限，oa是弹性阶段，de是强化阶段，b是屈服上限，c是屈服下限，即屈服强度fy，cd是屈服阶段，e是极限拉伸强度fu，ef是颈缩阶段，o，低碳钢和低合金钢(碳含量和低碳钢相同)一次拉伸以y作为计算部件的强度基准，以u作为材料的强度储存。 2 )无明显屈服点的钢材中明显的屈服点和屈服阶梯钢材的应力应变曲线如图2.16所示。 没有明显屈服点的钢材，以残留变形为0.2%时的应力为名义屈服点，其值约等于极限强度的85%。 注意钢材用一次压缩或剪切表现的应力-应变变化规律基本上与一次拉伸试验相似，压缩时的各强度指标也采用拉伸时的数据，剪切时的强度指标的数值比拉伸时的小。 (2)塑性性能断裂前试样永久变形与原标定长度的比率称为延伸率，是测量钢材塑性的重要指标。 屈服点、抗拉强度和伸长率是钢材三项重要的力学性能指标。 (3)冷弯性能、钢筋冷弯试验、冷弯性能合格是衡量钢材在弯曲状态下塑性应变能力和钢材质量的综合指标。 冷弯试验不仅能直接检测钢材的弯曲变形能力和塑性性能，而且能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物和氧化物的掺杂情况，这些都会降低钢材的冷弯性能。 (4)冲击韧性是钢材抵抗冲击载荷的能力。 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降低。 其规律开始下降缓慢，达到临界温度时突然呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。 钢材脆性临界温度越低，低温冲击韧性越好。 对于直接承受动载且可能在负温度下工作的重要结构，必须保证冲击韧性。 3、建筑钢材设计指标(1)钢筋强度标准值和强度设计值材料强度标准值：可能正常发生的最小材料强度值。 材料强度设计值：强度基准值除以材料区系数。 钢筋的不同材料系数为：热轧钢筋1.10，预应力钢筋1.20。 (2)钢筋的弹性模量(3)钢材的强度设计值钢材的强度设计值：钢材的屈服点除以钢材的抗力区系数。 钢材的阻抗项系数，Q235钢为1.087、Q345、Q390、Q420钢为1.111。 钢材强度设计值根据钢材的厚度和直径规范采用。 总结：1.建筑钢材的品种、规格及选型要求2 .建筑钢材的力学性能。 第二章建筑结构材料，1 .了解混凝土结构耐久性规定2 .了解混凝土各力学指标和变形性能。 第二，教育目标：2.2.1混凝土强度1 .混凝土立方抗压强度fcu和强度等级。 (1)混凝土的立方抗压强度的确定方法：使用边长150mm的标准立方体试样，在标准养护条件(温度203、相对湿度90%以上)下养护28天后，将用标准试验方法(试样的受压面不涂布润滑剂，负荷速度约为0.150.3N/mm2)测定的95%保证率的抗压强度作为混凝土的立方抗压强度的基准值2.2混凝土、(2)混凝土强度等级根据立方体抗压强度基准值fcu、k的大小，混凝土强度等级为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共计14级。 其中，C60C80为高强度混凝土。 (3)构造混凝土强度等级要求钢筋混凝土构造的混凝土强度等级采用不小于C15的HRB335级钢筋时，混凝土强度等级采用不应小于C20的HRB400和RRB400级钢筋承受重复载荷的部件时，混凝土的强度等级在C20以下预应力混凝土结构混凝土强度等级不得小于C30的钢丝、钢绞线、热处理钢筋采用预应力钢筋时，混凝土强度等级不得小于C40。 2 .混凝土的轴心抗压强度fc，混凝土的轴心抗压试验，在中国用150150300mm方柱体的试验片测定的强度作为混凝土的轴心抗压强度。 混凝土轴心抗压强度的基准值由下式计算： (2.2.1)，式中-棱柱强度与立方强度之比相对于C50和以下为=0.76，相对于C80为=0.82，中间以线性规则变化，考虑到-C40以上的混凝土脆性的减少系数，相对于c40为=1.0，相对于C80为=0. 0 3 .轴心拉伸强度ft、混凝土拉伸试验、混凝土拉伸强度可采用尺寸100110000500mm的柱体试验片直接进行轴心拉伸试验，但其准确性较低。 国内多采用圆柱或立方体裂纹试验进行间接测量。 混凝土轴心抗拉强度基准值用下式计算：2.2.2混凝土变形混凝土有两种变形：一种是受力变形； 另一个是体积变形，如收缩、膨胀和温度变形。 1 .混凝土长期荷载作用下的变形徐变定义：混凝土为长期不变荷载，应变随时间增加的现象称为混凝土徐变。 对结构构件的不良影响：加大混凝土构件变形的预应力混凝土构件引起预应力损失等。 影响因素：混凝土的渐变除了关系到构件截面的应力大小和时间长度外，还关系到混凝土放置的环境条件和混凝土的组成。 养护条件越好，周围环境湿度越大，部件投入前混凝土的强度越高，水泥使用量越少，混凝土越密，骨料含量越大，骨料刚性越大，变化越小。 对结构构件的不良影响：当构件受到约束时，混凝土的收缩会使构件产生收缩应力，收缩应力过大时，构件会产生裂缝，当混凝土在影响结构正常使用的预应力混凝土构件中收缩时，钢筋的预应力值会丢失等。 2.2.3混凝土设计指标1 .混凝土强度混凝土强度标准值应当保证在95%以上。 混凝土强度设计值：等于混凝土强度基准值除以不同混凝土材料系数的值(rs=1.4)。 采用各种强度等级的混凝土强度标准值、强度设计值规范。 2 .混凝土的弹性模量，但混凝土不是弹性材料，应力和应变没有线性关系，不同应力阶段的变形率(应力和应变之比)不同，原点切线难以正确制作。 实际上，采用应力上限为(0.40.5)fc循环510次后的应力-应变曲线、应力为(0.40.5)fc时的切割率作为混凝土的弹性模量的近似值。 混凝土拉伸或受压弹性模量(N/mm2)的经验计算公式： (2.2.3)，式中fcu、k-混凝土的立方抗压强度基准值(N/mm2)。 2.2.4混凝土结构耐久性规定对耐久性混凝土质量的主要要求如下：1.设计年限为50年的普通结构混凝土对设计年限为50年的普通结构，混凝土质量必须符合规范规定。 2 .设计使用年限为100年的结构混凝土： (1)结构混凝土的强度等级不应低于C30的预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。 (2)混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%。 (3)使用非碱性活性