工程结构课件(4)

1、n子情境子情境3.1钢筋钢筋n子情境子情境2.2 混凝土混凝土n子情境子情境3.3 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结学习情境学习情境3 材料准备与进场验收材料准备与进场验收本章主要内容本章主要内容n【知识目标【知识目标】 掌握各种钢筋的物理及力学特点，了解钢筋掌握各种钢筋的物理及力学特点，了解钢筋的级别、品种；掌握混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强的级别、品种；掌握混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度，了解混凝土的变形性能及钢筋与混凝度和轴心抗拉强度，了解混凝土的变形性能及钢筋与混凝土之间的粘结作用。土之间的粘结作用。n【技能目标【技能目标】 学会钢筋的选用及钢筋强度指标的查用；

2、学学会钢筋的选用及钢筋强度指标的查用；学会混凝土强度指标的查用；学会钢筋检验取样方法，能读会混凝土强度指标的查用；学会钢筋检验取样方法，能读懂试验报告单，具有对钢筋进行验收的技能；能合理进行懂试验报告单，具有对钢筋进行验收的技能；能合理进行钢筋的存放和保管的技能。钢筋的存放和保管的技能。三、混凝土的徐变和收缩三、混凝土的徐变和收缩（1）混凝土的徐变1）徐变的过程。n概念：混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。n影响：徐变会造成结构的内力重分布，会使变形 增大，会引起预应力损失，在高应力作用下，还会导致构件破坏。n过程：随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前4个月徐变增长较快，6

3、个月可达最终徐变的（7080）%，以后增长逐渐缓慢，23年后趋于稳定。2）影响徐变的因素。内在因素是混凝土的组成和配比。骨料的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小。环境影响包括养护和使用条件。受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用充分，徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少（2035）%。受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。3）徐变对构件的影响。n钢筋混凝土轴心受压构件在不变荷载的长期作用下，混凝土将产生徐变。由于钢筋与混凝土的粘结作用，两者共同变形，混凝土的徐变将迫使钢筋的应变增大，钢筋应力也相应增大；但外荷载保持不变，由平衡条件可知，混凝土的

4、应力必将减少，这样就产生了应力重分布，使得构件中钢筋和混凝土的实际应力和设计计算时所得出的数值不一样。n徐变使受弯构件和偏压构件变形增大。n在轴压构件中，徐变使钢筋应力增加，混凝土应力减小。n在预应力构件中，徐变使预应力发生损失；在超静定结构中，徐变使内力发生重分布。3.3.4混凝土的选用原则混凝土的选用原则 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不应低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及对承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级预应力混凝土结构的混凝土强

5、度等级不应低于C30；当采用碳素钢丝、钢铰线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结s ss=0相对滑移受力性能同素混凝土梁受力性能同素混凝土梁保护层第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结s ss=常数常数第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结42dddxdssdxddss4s sss ss + +ds sss sss ss+ +ds ss dx dx 通过粘结可实现通过粘结可实现钢筋与混凝土之间钢筋与混凝土之间的应力传递，保证的应力传递，保证两种材料两种材料结合在一起结合在一起共同工作。共同工作。第二章 材料的

6、力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结梁柱节点梁柱节点钢筋搭接钢筋搭接 fy fy钢筋截断钢筋截断悬臂梁悬臂梁la柱脚柱脚NN第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结混凝土中水泥胶体与钢筋表面的混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶结力；化学胶结力；混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的的摩擦力；摩擦力；由于钢筋表面凹凸不平而产生的由于钢筋表面凹凸不平而产生的机械咬合力。机械咬合力。第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结主要由摩擦力发挥作用。主要由摩擦力发挥作用。当摩擦力不能阻止两者间的相对滑动时：当摩擦力不能阻止两者间的相对滑动时： 对

7、于光面钢筋对于光面钢筋，粘结就遭到破坏；，粘结就遭到破坏； 对于带肋钢筋对于带肋钢筋，其后主要由机械咬合力发挥作，其后主要由机械咬合力发挥作用，用，机械咬合力不能阻止两者间的相对滑动时，机械咬合力不能阻止两者间的相对滑动时，粘结遭到破坏。粘结遭到破坏。第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结胶结力发挥作用。当钢筋与混凝土产生相对胶结力发挥作用。当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。滑动后，胶结作用即丧失。 光面钢筋与混凝土的光面钢筋与混凝土的粘结强度粘结强度较低，较低，通常需在钢筋通常需在钢筋端部增设端部增设弯钩弯钩。第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结手工弯钩手工弯钩

8、机械弯钩机械弯钩可显著可显著增加增加钢筋与混凝土的机械钢筋与混凝土的机械咬合作用咬合作用，从而，从而大大增加大大增加了粘结强度。了粘结强度。人字纹、月牙纹和螺纹。人字纹、月牙纹和螺纹。第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结dlAdlFssus 钢筋屈服时未被拔出的最小钢筋屈服时未被拔出的最小埋长称的埋长称的dlAdlFssusFd自由端加载端套管1005d23d粘结强度粘结强度 u ：粘结破坏：粘结破坏（钢筋拔出钢筋拔出或或混凝土劈裂混凝土劈裂）时的最大平均粘结应力时的最大平均粘结应力第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结混凝土强度

9、等级混凝土强度等级高、高、大；大；且且 变形钢筋的变形钢筋的相对保护层厚度相对保护层厚度，。钢筋净距。钢筋净距s与钢筋直径与钢筋直径d 的比值的比值第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结第二章 材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结（4 4） 横向配筋限制了限制了径向裂缝径向裂缝的发展，使的发展，使粘结强度粘结强度得到得到提高提高。 可可粘结强度；粘结强度； 的钢筋，肋前后的混凝土均会的钢筋，肋前后的混凝土均会被挤碎，导致咬合作用被挤碎，导致咬合作用。（5 5） 受力情受力情第二章 材料的力学性能2.4一般构造规定 dffltya第二章 材料的力学性能钢筋类型钢筋类型光面钢筋光面钢筋带

10、肋钢筋带肋钢筋刻痕钢丝刻痕钢丝螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝三股钢绞线三股钢绞线七股钢绞线七股钢绞线 0.160.140.190.130.160.17锚固钢筋的外形系数锚固钢筋的外形系数 见见GB50010表表9.3.1和和建工教材建工教材P1142.4一般构造规定直接根据直接根据混凝土强度等级混凝土强度等级和和钢筋级别钢筋级别确定钢筋的确定钢筋的最小最小第二章 材料的力学性能搭接；机械连接和焊接。搭接；机械连接和焊接。由于搭接区由于搭接区钢筋净间距钢筋净间距的减小使得的减小使得劈裂裂缝劈裂裂缝更更早出现，粘结强度降低。因此早出现，粘结强度降低。因此规范规范取取为为乘与一个乘与一个的系数。的系数。在任何

11、情况下，受拉钢筋搭接长度不应小于在任何情况下，受拉钢筋搭接长度不应小于300mm。ll =z la llGB50010-2002表表9.4.3 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数纵向受拉钢筋搭接长度修正系数z z纵向纵向钢筋搭接接头面积百分率（钢筋搭接接头面积百分率（% %） 2550100z z1.21.41.6第二章 材料的力学性能1.3llll 对梁、板、墙：不宜对梁、板、墙：不宜25%,25%,不应不应50%;50%; 对板、墙：不宜对板、墙：不宜25%;25%; 对柱：不宜对柱：不宜50%;50%;2.4一般构造规定ll直接根据直接根据混凝土强度等级混凝土强度等级和和钢筋级别钢筋级别确定确

12、定受拉钢筋的受拉钢筋的搭接搭接ls第二章 材料的力学性能取纵向取纵向受拉钢筋搭接长度受拉钢筋搭接长度的的0.70.7倍，即倍，即0.70.7ll，且在且在任何情况下不应小于任何情况下不应小于200mm。 直径直径 较大纵筋较大纵筋直径的直径的0.25倍；倍； 间距间距： 较小纵筋较小纵筋直径的直径的5倍，且不应大于倍，且不应大于100mm.(受拉搭接受拉搭接） 较小纵筋较小纵筋直径的直径的10倍，且不应大于倍，且不应大于200mm.(受压搭接受压搭接）2.4一般构造规定锥螺纹钢筋连接锥螺纹钢筋连接第二章 材料的力学性能2.4一般构造规定第二章 材料的力学性能2.4一般构造规定挤压钢筋连接挤压钢

13、筋连接第二章 材料的力学性能2.4一般构造规定第五节 其他结构材料n砌体材料 烧结普通砖烧结普通砖 定义：烧结普通砖简称普通砖，指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰定义：烧结普通砖简称普通砖，指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心的或孔洞率不大于规定值且外形尺寸为主要原料，经过焙烧而成的实心的或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖符合规定的砖 非烧结硅酸盐砖非烧结硅酸盐砖 定义：以硅酸盐材料、石灰、砂石、矿渣、粉煤灰等为定义：以硅酸盐材料、石灰、砂石、矿渣、粉煤灰等为主要材料压制成型后经蒸汽养护制成的实心砖。常用的有主要材料压制成型后经蒸汽养护制成的实心砖。常用的有蒸压灰砂

14、砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。 蒸压灰砂砖简称灰砂砖，是以石灰和砂为主要原料，经蒸压灰砂砖简称灰砂砖，是以石灰和砂为主要原料，经坯料置备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。坯料置备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。n 注意：灰砂砖不能用于长期超过注意：灰砂砖不能用于长期超过200、受急冷急热或有酸性介质侵蚀、受急冷急热或有酸性介质侵蚀的部位。的部位。MU25、MU20、MU15的灰砂砖可用于建筑基础及其部位，的灰砂砖可用于建筑基础及其部位，MU10仅用于防潮层以上。仅用于防潮层以上。n 蒸压粉煤灰砖简称粉煤灰砖，又称烟灰砖，是以粉煤灰、石灰为主要

15、原蒸压粉煤灰砖简称粉煤灰砖，又称烟灰砖，是以粉煤灰、石灰为主要原料，掺配适量的石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成料，掺配适量的石膏和集料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖。的实心砖。 烧结多孔砖烧结多孔砖 定义：烧结多孔砖简称多孔砖，是指以粘土、页岩、煤定义：烧结多孔砖简称多孔砖，是指以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的具有竖向孔洞（孔洞率不小于（孔洞率不小于25，孔的尺寸小而数量多）的砖。，孔的尺寸小而数量多）的砖。 其外形尺寸，长度其外形尺寸，长度290、240、190mm，宽度，宽度240、19

16、0、180、175、140、115mm，高度，高度90mm。型号有。型号有KM1、KP1、KP2三种（图三种（图2.3.1）。）。（2）砌块）砌块 定义：砌块一般用混凝土或水泥炉渣浇制而成，也可用粉煤灰蒸养定义：砌块一般用混凝土或水泥炉渣浇制而成，也可用粉煤灰蒸养而成。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、而成。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。粉煤灰硅酸盐砌块。 按尺寸可分为按尺寸可分为小型、中型、大型小型、中型、大型三类。三类。 小型砌块：高度在小型砌块：高度在180350mm的砌块，便于手工砌筑，的砌块，便于手工砌筑，使用上也较灵

17、活。混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为使用上也较灵活。混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为390190190mm。 中型砌块：高度为中型砌块：高度为350900mm。 大型砌块：高度大于大型砌块：高度大于900mm。（3）石材）石材 特点：石材抗压强度高，抗冻性、抗水性及耐久性均较好。特点：石材抗压强度高，抗冻性、抗水性及耐久性均较好。 料石料石 细料石细料石 通过细加工、外形规则，叠砌面凹入深度不应大通过细加工、外形规则，叠砌面凹入深度不应大于于10mm，截面的宽度、高度不应小于，截面的宽度、高度不应小于200mm，且不应小于长，且不应小于长度的度的1/4。 半细料石半细料石 规格尺寸同上，但叠砌

18、面凹入深度不应大于规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于15mm。 粗料石粗料石 规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于规格尺寸同上，但叠砌面凹入深度不应大于20mm。 毛料石毛料石 外形大致方正，一般不加工或稍加修整，高度不外形大致方正，一般不加工或稍加修整，高度不应小于应小于200mm，叠砌面凹入深度不应大于，叠砌面凹入深度不应大于25mm。 毛石毛石 形状不规则，中部厚度不小于形状不规则，中部厚度不小于200mm的石材。的石材。n 2.2.砂浆砂浆（1 1）种类）种类 1 1）水泥砂浆）水泥砂浆 特点：强度高、耐久性和耐火性好，但其流动性和保水性差，相对而言特点：强度高、耐久性和耐火性好，但其流动性和保水性差，相对而言施工较困难。施工较困难。 用途：常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位。用途：常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位。 2）水泥混合砂浆水泥混合砂浆 除具有水泥砂浆的优点外，其除具有水泥砂浆的优点外，其流动性和保水性均较好。流动性和保水性均较好。 3）石灰砂浆）石灰砂浆