第55讲第十六章结构设计

1、第一节钢筋混凝土结构材料性能钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成。这两种物理与力学性能不同的材料能够共同工作是由 于混凝土硕化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力。其次。钢筋与混凝土这两种材料的温度膨胀系 数接近（钢筋为1.2X105：混凝土为1.0X105）,当温度变化时，两者之间不会产生较大的相对变形而 导致粘结力丧失。一、钢筋（一）钢筋的分类混凝土结构中所用的钢筋有钢筋和钢丝两类，主要包括热轧钢筋，热处理钢筋，预应力钢丝（光面、 螺旋肋中强度预应力钢丝，光面、螺旋肋消除应力钢丝），钢绞线和预应力螺纹钢筋。根据钢筋的力学性能可分为有明显屈服点和明显流幅的软钢、无明显屈服点的硬钢。其中热轧

2、钢筋 属丁软钢，热处理钢筋及消除应力钢丝则为硬钢。（二）钢筋力学性能指标1 极限抗拉强度该指标对于软钢是作为强度标准值取值的依据。对于软钢，虽不作为强度标准值取值的依据，但仍 有一个最低限值的要求，如HPB300级钢筋不小于462MPao2. 屈服强度该指标对丁软钢是作为强度标准值取值的依据，并有最小限值的要求，如HPB300级钢筋不小于 300Mpa；对于硬钢，因无明显屈服点，为了满足设计理论的需要，一般常取残余应变为0.2%时所对应的 应力值作为假定的屈服强度，称为“条件屈服强度”或“条件屈服点”，用c。：表示。对丁热处理钢筋、 消除应力钢丝和钢绞线，混凝土结构设计规范（GB 50010-

3、2010）（以下简称混凝土规范）统一取 0. 83借极限抗拉强度作为Oo.2o3. 伸长率衡量钢筋延性性能的一个指标，混凝土规范明确提出了对钢筋延性的要求。根据我国钢筋标准, 将最大力下总伸长率 /乍为控制钢筋延性的指标。最大力下总伸长率 “不受断口一一颈缩区域局部变 形的影响，反映了钢筋拉断前达到最大力（极限强度）时的均匀应变，故乂称为均匀伸长率，其值为几=匸尹X 100%1（17-1）式中：1一一钢筋拉伸试验试件的应变量测标距；1 一一试件经拉断并重新拼合后测得的标距，即产生残余伸长的标距。4.冷弯性能检验钢筋塑性性能的另一种方法，并可以检查钢筋的脆性倾向。冷弯试验的两个主要参数是弯心直

4、径D和冷弯角度d （见图17-1）0对不同强度等级钢筋，对D值及a值的规定耍求不同。在规定的D及a值下冷弯试验后的钢筋应无裂缝、鳞落或断裂现象。（三）对钢筋的质量耍求对钢筋的质量要求有三个方面，即应满足强度、延性和可焊性的规定要求。在工程应用中，对 钢筋的机械性能和冷弯性能及可焊性进行检验，应满足相应国家标准规定的耍求。（四）钢筋的选用钢筋混凝土结构中的纵向受力钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，宜采用HRB400、 HRB500 钢筋，也可采用 HPB300、HRB335、RRB400 钢筋。箍筋宜采用HRB100、HPB300、HRB500钢筋，也可采用HRB335钢筋。预应力筋宜采用

5、预应力钢丝，钢绞线和预应力螺纹钢筋二、混凝土混凝土是由水泥、砂、石和水按一定配合比，经搅拌、振捣、养护凝固而成，并与时间因素有关， 多孔隙非匀质的弹塑性人造石材。（一）混凝土的强度等级及其选用混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。混凝土规范规定的混凝土强度等级有C15.C20.C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 共十四级。选用混凝土时应遵循以下原则：（1）素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20： 采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低丁- C25。承受重复荷

6、载的钢筋混凝土构件, 混凝土强度等级不应低于C30。（2）预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40, XL不应低于C30.（二）混凝土的力学指标及其相互关系1. 立方体抗圧强度标准值人讥立方体抗床强度标准值人是混凝土各种力学指标的基本代表值，它是指按照标准方法制作养护的 边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试於力法测得的具有95%保证率的抗床强度。也可采用截面为lOOmmX lOOmmX 100mm或200mmX 200mmX 200mm的非标准立方体试块，由J 尺寸效 应的影响，必须将非标准试块的强度乘以换算系数后换算为边长150mm的标准试块的强度，其换算系数 分别为09

7、5或1. 05o2. 轴心抗压强度标准值轴心抗丿玉强度试件一般采用150mmX 150mmX 300mm或150mmX 150mmX 450mm的棱柱体，其制作和试 验条件与立方体抗圧强度相同。根据试验资料统计的公式为f ck = cl c2 -Acu.Ie( 172 )式中：o ex一棱柱体强度与立方体强度的比值，对混凝土强度为C50及以下a cF0. 76,对C80则 二0.82,中间值按线性内插：a2一一混凝土脆性折减系数，对混凝土强度为C40及以下a “二1.0,对C80则a二0.87,中间值 按线性内插。考虑到结构中混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异，混凝土规范考虑试件混凝土强度修正 系数为088,则(17-3)ftu 0* 88anojru.il3. 抗拉强度标准值人，轴心受拉试件，我国采