汪基伟_第一章_14-08-02

1、1 1、钢筋的品种、钢筋的品种 国产钢筋有热轧钢筋、钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒等国产钢筋有热轧钢筋、钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒等1 1）大致分类）大致分类（1 1）按用途区分）按用途区分 普通钢筋：普通钢筋：用于钢筋混凝土结构中的钢筋以及用于预应力用于钢筋混凝土结构中的钢筋以及用于预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。可使用混凝土结构中的非预应力钢筋。可使用热轧钢筋。热轧钢筋。 预应力钢筋：预应力钢筋：用于预应力混凝土结构中预先施加预应力的用于预应力混凝土结构中预先施加预应力的钢筋。钢筋。 可使用可使用钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒。1.1钢筋的品种和力学性能第第1

2、1章章 混凝土结构材料的物理力学性能混凝土结构材料的物理力学性能1.1 1.1 钢筋的品种和力学性能钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1 1、钢筋的品种、钢筋的品种（2 2）按化学成分区分）按化学成分区分 碳钢素钢碳钢素钢l 低碳钢：低碳钢：（含碳量（含碳量0.6%）强度高、塑性差。）强度高、塑性差。含碳量增加，钢材强度提高、性质变硬，但也将使钢材含碳量增加，钢材强度提高、性质变硬，但也将使钢材的塑性和韧性降低，焊接性能也会变差。的塑性和韧性降低，焊接性能也会变差。 低合金钢：低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成，强度碳素钢基础上加入少量合金元素而成，强度高、塑性

3、好。高、塑性好。1.1钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能按外形区分按外形区分 光圆钢筋：光圆钢筋：表面是光面的。表面是光面的。1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能（3 3）按外形区分）按外形区分 带肋（变形）钢筋带肋（变形）钢筋l等高肋：等高肋：（螺旋纹、人字纹）与钢筋混凝土粘结力好，纹螺旋纹、人字纹）与钢筋混凝土粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。路与肋相交，易产生应力集中。l月牙肋月牙肋：纹路与肋不相交，应力集中得到改善，粘结强度纹路与肋不相交，应力集中得到改善，粘结强度略低于等高肋钢筋略低于等高肋钢筋。 1.1 钢筋的品种和力学性

4、能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.1 钢筋的品种和力学性能目前常用的是目前常用的是月牙肋月牙肋钢筋钢筋：与等高肋钢筋相比，凸缘处应与等高肋钢筋相比，凸缘处应力集中得到改善，虽然与混凝土之间的粘结强度虽略低于力集中得到改善，虽然与混凝土之间的粘结强度虽略低于等高肋钢筋，但仍具有良好的粘结性能。等高肋钢筋，但仍具有良好的粘结性能。等高肋钢筋锚固等高肋钢筋锚固延性差，已被逐渐淘汰。延性差，已被逐渐淘汰。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能（4 4）按力学性能分）按力学性能分 软钢：软钢：力学性质相对较软力学性质相对较软。热轧钢筋属于软钢。热轧钢筋属于软钢。 硬钢：硬钢：力学性质高强而硬力

5、学性质高强而硬 。预应力钢丝、钢绞线、螺纹预应力钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒属于硬钢。钢筋及钢棒属于硬钢。1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能2 2）常用钢筋介绍）常用钢筋介绍 热轧钢筋（普通钢筋）热轧钢筋（普通钢筋）l HPB235（Hot Plain Bar） 光光圆圆低碳钢，塑性好、强度低低碳钢，塑性好、强度低。与混凝土的锚固粘结性能差，用作为受拉钢筋时末端需与混凝土的锚固粘结性能差，用作为受拉钢筋时末端需要加弯钩，给施工带来不便。将渐趋淘汰，一般情况下不要加弯钩，给施工带来不便。将渐趋淘汰，一般情况下不推荐使用。推荐使用。 多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍

6、筋、架立钢筋、分多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋、架立钢筋、分布钢筋。布钢筋。 1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能2 2）常用钢筋介绍）常用钢筋介绍 热轧钢筋（普通钢筋）热轧钢筋（普通钢筋）l HRB335335、HRB400400（Hot Ribbed Bar） 月牙肋、低合金钢，强度较高。月牙肋、低合金钢，强度较高。 多作为钢筋混凝土构件受力钢筋。多作为钢筋混凝土构件受力钢筋。 尺寸较大的构件，为增强与混凝土的粘结可用尺寸较大的构件，为增强与混凝土的粘结可用HRB335335钢筋作箍筋。钢筋作箍筋。 HRB400，在我国房屋建筑工程中，它已成为主导的钢，在

7、我国房屋建筑工程中，它已成为主导的钢筋品种。在水利工程也在推广作为主导钢筋。筋品种。在水利工程也在推广作为主导钢筋。l HRB500500HRB500钢筋是我国新生产的热轧钢筋种类，强度高，强钢筋是我国新生产的热轧钢筋种类，强度高，强度价格比好。度价格比好。DL规范列入，规范列入，SL规范未列入。规范未列入。1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能2 2）常用钢筋介绍）常用钢筋介绍 钢丝：钢丝：直径直径6mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种。，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种。一般用于预应力一般用于预应力混凝土结构。混凝土结构。1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结

8、构材料的物理力学性能2 2）常用钢筋介绍）常用钢筋介绍 钢绞线：钢绞线：由多根高强光圆或刻痕钢丝捻制由多根高强光圆或刻痕钢丝捻制 成，分为成，分为2股、股、3股和股和7股三种。用于预应力混凝土结构。股三种。用于预应力混凝土结构。1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能2 2）常用钢筋介绍）常用钢筋介绍 螺纹钢筋螺纹钢筋 主要用作为预应力锚杆。主要用作为预应力锚杆。 钢棒钢棒有有光圆钢棒、螺旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒四种光圆钢棒、螺旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒四种。由于光圆钢棒和带肋钢棒的粘结锚固性能较差，现行水工由于光圆钢棒和带肋钢棒的粘结锚固性能较差，现行水工

9、混凝土结构设计规范仅列入了混凝土结构设计规范仅列入了螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒两两种，用于预应力混凝土结构。种，用于预应力混凝土结构。1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能在过去，还有在过去，还有冷拉钢筋冷拉钢筋和和冷轧带肋冷轧带肋钢筋等。钢筋等。钢筋经过冷拉或冷轧等冷加工后，屈服强度得到提高，钢筋经过冷拉或冷轧等冷加工后，屈服强度得到提高，但钢材性质变硬变脆，延性大大降低，这对于承受冲击荷但钢材性质变硬变脆，延性大大降低，这对于承受冲击荷载和抗震都是不利的。载和抗震都是不利的。目前细直径的热轧钢筋、高强度的预应力钢丝和钢棒等目前细直径的热轧钢筋、

10、高强度的预应力钢丝和钢棒等已能充分供应的情况下，已能充分供应的情况下，冷加工钢筋冷加工钢筋已不提倡采用已不提倡采用，规范，规范也不列入也不列入。 1.1 钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能2 2、钢筋的力学性能、钢筋的力学性能1 1）软钢的力学性能）软钢的力学性能 从开始加载到拉断，有四个阶段：从开始加载到拉断，有四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段。强化阶段、破坏阶段。 a点：比例极限点：比例极限b点：屈服强度点：屈服强度 fybc段：屈服台阶段：屈服台阶cd段：强化段段：强化段d点：抗拉强度点：抗拉强度1.1钢筋的品种和力学性能软钢软

11、钢：有明显屈服点的钢筋。热轧钢筋属于软钢。有明显屈服点的钢筋。热轧钢筋属于软钢。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能HPB235钢筋的应力钢筋的应力-应变曲线应变曲线 1.1钢筋的品种和力学性能 屈服强度：应力达到屈服强度后，荷载不增加应变继续屈服强度：应力达到屈服强度后，荷载不增加应变继续增大，裂缝开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。增大，裂缝开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。受拉强度限值以屈服强度为准，强化阶段只作为一种安受拉强度限值以屈服强度为准，强化阶段只作为一种安全储备考虑全储备考虑 。 伸伸 长长 率：钢筋拉断时应变，反映钢筋塑性性能的指标。率：钢筋拉断时应变，反映

12、钢筋塑性性能的指标。伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能00lll 1.1钢筋的品种和力学性能塑性也可用塑性也可用弯曲试验反映：弯曲试验反映：钢筋围绕直径为钢筋围绕直径为D D 的钢辊弯转的钢辊弯转角而不发生裂纹，是角而不发生裂纹，是反映钢反映钢筋塑性性能的另一指标。筋塑性性能的另一指标。 角越大，塑性越好。角越大，塑性越好。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能 屈屈 强强 比比：反映钢筋的强度储备，反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.60.7。 含碳量高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，流幅缩含碳量高

13、，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，流幅缩短短。1.1钢筋的品种和力学性能不同强度软钢的应力不同强度软钢的应力-应变曲线应变曲线 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能2 2）硬钢的力学性能硬钢的力学性能 硬钢硬钢：没有明显屈服点的预应没有明显屈服点的预应力钢丝、钢绞线、螺纹钢筋、钢棒力钢丝、钢绞线、螺纹钢筋、钢棒 a点：点：比例极限比例极限 顶点：顶点：极限强度极限强度 协定流限：协定流限：强度设计指标，指强度设计指标，指经加载及卸载后尚存有经加载及卸载后尚存有0.2%永久永久残余变形时的应力，用残余变形时的应力，用0.2表示。表示。 0.2一般相当于抗拉强度的一般相当于抗拉强度的70% 90%

14、。 硬钢塑性差，伸长率小。硬钢塑性差，伸长率小。1.1钢筋的品种和力学性能 a0.2%0.2 fu 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能3 3）钢筋的疲劳）钢筋的疲劳 钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复、周期性的动荷载作用下，钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复、周期性的动荷载作用下，经过一定次数的循环重复后，突然脆断的现象。经过一定次数的循环重复后，突然脆断的现象。 影响疲劳强度的主要因素为钢筋的疲劳应力幅影响疲劳强度的主要因素为钢筋的疲劳应力幅 ，它为一，它为一次循环应力中同一层钢筋的最大应力与最小应力的差值。次循环应力中同一层钢筋的最大应力与最小应力的差值。 1.1钢筋的品种和力学性能 第1章 混凝土

15、结构材料的物理力学性能,max,minfffyssf,min,maxfffsss混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）给出了不同）给出了不同等级钢筋的疲劳应力幅的限值，并规定该限值与疲劳应力比等级钢筋的疲劳应力幅的限值，并规定该限值与疲劳应力比值与循环重复次数有关。值与循环重复次数有关。 4 4）钢筋的弹性模量）钢筋的弹性模量钢筋在弹性阶段的应力应变的比值，称为弹性模钢筋在弹性阶段的应力应变的比值，称为弹性模量量 。今后在计算裂缝宽度与变形时要用到。今后在计算裂缝宽度与变形时要用到。1.1钢筋的品种和力学性能sE 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.1钢筋的品种

16、和力学性能3 3、混凝土结构对钢筋性能的要求、混凝土结构对钢筋性能的要求1 1）钢筋的强度）钢筋的强度 钢筋强度越高，所需钢筋面积越少，节约钢材。钢筋强度越高，所需钢筋面积越少，节约钢材。 钢筋强度过高，要充分利用会引起混凝土结构过大的钢筋强度过高，要充分利用会引起混凝土结构过大的变形和裂缝宽度。对于普通混凝土结构而言，钢筋的设变形和裂缝宽度。对于普通混凝土结构而言，钢筋的设计强度限值宜在计强度限值宜在400 N/mm2左右。左右。 预应力混凝土能应用高强钢筋，但受控于锚固、混凝预应力混凝土能应用高强钢筋，但受控于锚固、混凝土与钢筋受力协调的问题，也不能采用过高强度的钢筋。土与钢筋受力协调的问

17、题，也不能采用过高强度的钢筋。目前预应力钢筋的最高强度限值约为目前预应力钢筋的最高强度限值约为2000 N/mm2左右。左右。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.1钢筋的品种和力学性能3 3、混凝土结构对钢筋性能的要求、混凝土结构对钢筋性能的要求2 2）钢筋的塑性）钢筋的塑性为了使钢筋在断裂前有足够的变形，能给出构件裂缝开为了使钢筋在断裂前有足够的变形，能给出构件裂缝开展过宽将要破坏的预兆信号（延性破坏），要求钢筋有一展过宽将要破坏的预兆信号（延性破坏），要求钢筋有一定的塑性。定的塑性。指标：指标：伸长率、冷弯性能伸长率、冷弯性能 3 3）钢筋的可焊性）钢筋的可焊性钢筋需要接长钢筋需要接

18、长，焊接焊接是其主要方法。是其主要方法。 4 4）钢筋与混凝土之间的粘结力）钢筋与混凝土之间的粘结力保证钢筋与混凝土共同工作，减小裂缝宽度。保证钢筋与混凝土共同工作，减小裂缝宽度。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.21.2 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能1 1、混凝土的强度、混凝土的强度 内因：内因：水泥强度等级、水泥用量、水灰比、龄期、施水泥强度等级、水泥用量、水灰比、龄期、施工方法、养护条件工方法、养护条件 外因：外因：试验方法、试件尺寸、加载速度试验方法、试件尺寸、加载速度1 1）混凝土）混凝土立方体抗压强度立方体抗压强度fcu 混凝土结构主要利用其混凝土结构主要利用其

19、抗压强度抗压强度，因此抗压强度是最，因此抗压强度是最主要和最基本的指标。主要和最基本的指标。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能1 1）混凝土）混凝土立方体抗压强度立方体抗压强度fcuv 养护条件养护条件在温度为在温度为203、相对湿度不小于、相对湿度不小于90%的条件下养护的条件下养护28天。天。 v 试验方法试验方法 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能 采用不涂油脂的试件。采用不涂油脂的试件。 当不涂油脂时，试件尺寸越大，强度越低。当不涂油脂时，试件尺寸越大，强度越低。 采用边长为采用边长为150mm的立方体的立方体 。v 试验方

20、法试验方法 加载速度越快则强度越高。通常的加载速度是每秒钟加载速度越快则强度越高。通常的加载速度是每秒钟压应力增加压应力增加0.30.5N/mm2。 v 龄期影响龄期影响 抗压强度随龄期而加大。抗压强度随龄期而加大。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能水水 泥泥 品品 种种混凝土龄期（天）混凝土龄期（天）7286090普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥0.550.651.01.101.20矿碴硅酸盐水泥矿碴硅酸盐水泥0.450.551.01.201.30火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥0.450.551.01.151.252 2）混凝土混凝土立方体抗压强度标准值立方

21、体抗压强度标准值fcuk与混凝土强度等级与混凝土强度等级Cv 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值fcuk。混凝土强度是随机变量，以具有混凝土强度是随机变量，以具有95%保证率的强度作为保证率的强度作为标准值。标准值。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能v 混凝土强度等级混凝土强度等级C 以边长为以边长为150mm的立方体，在温度为的立方体，在温度为203、相对湿度、相对湿度不小于不小于90%的条件下养护的条件下养护28天，用标准试验方法测得的具天，用标准试验方法测得的具有有95%保证率的立方体

22、抗压强度标准值作为混凝土强度等保证率的立方体抗压强度标准值作为混凝土强度等级，以符号级，以符号C表示表示 。水工结构所采用的混凝土强度等级分为水工结构所采用的混凝土强度等级分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60，共，共10个等级。个等级。上次课要点上次课要点 1 1、绪论、绪论1）钢筋混凝土构件受力特点：）钢筋混凝土构件受力特点：l 充分利用混凝土良好抗压、钢筋良好的抗拉性能。充分利用混凝土良好抗压、钢筋良好的抗拉性能。l 在素混凝土构件加入钢筋，能使破坏荷载大大提高，在素混凝土构件加入钢筋，能使破坏荷载大大提高，脆脆性破坏变成延性破坏。性破坏变成延

23、性破坏。2）钢筋与混凝土共同工作的原因：）钢筋与混凝土共同工作的原因：l 钢筋与混凝土之间有粘结力。如何有足够的粘结力？钢筋钢筋与混凝土之间有粘结力。如何有足够的粘结力？钢筋的保护层、带肋钢筋。的保护层、带肋钢筋。l 钢筋与混凝土有相近的线胀系数钢筋与混凝土有相近的线胀系数3）钢筋混凝土结构的发展：）钢筋混凝土结构的发展：杆系结构、非杆系结构；整体装配式结构；杆系结构、非杆系结构；整体装配式结构；1 1、绪论、绪论4）课程学习要注意的地方：）课程学习要注意的地方：l 公式的适用范围公式的适用范围l 规范的概念、构造规定规范的概念、构造规定2 2、第一章材料、第一章材料1）常用的钢筋：）常用的钢

24、筋：l HPB235（符号、外形、钢种）（符号、外形、钢种）l HPB335l HPB4002）硬钢与软钢）硬钢与软钢l性质（应力应变曲线）性质（应力应变曲线）l强度标准（屈服强度、协定流限）强度标准（屈服强度、协定流限）2 2、第一章材料、第一章材料3）钢筋混凝土结构对钢筋的要求）钢筋混凝土结构对钢筋的要求为什么在普通钢筋混凝土结构中，钢筋强度一般最高用到为什么在普通钢筋混凝土结构中，钢筋强度一般最高用到400MPa？4）混凝土强度等级与立方体强度标准值）混凝土强度等级与立方体强度标准值l 相互关系相互关系l 立方体强度的作用立方体强度的作用5）钢筋混凝土结构对混凝土强度的要求。）钢筋混凝土

25、结构对混凝土强度的要求。为什么钢筋强度越高，混凝土强度等级要求越高？为什么钢筋强度越高，混凝土强度等级要求越高？3 3）轴心轴心抗压强度抗压强度fc 由于立方体处于三向受力状态，由于立方体处于三向受力状态， fcu不能反映混凝土单轴不能反映混凝土单轴抗压强度。抗压强度。 棱柱体试件比立方体试件更好地反映混凝土实际的抗压棱柱体试件比立方体试件更好地反映混凝土实际的抗压能力，测得的强度称为轴心抗压强度能力，测得的强度称为轴心抗压强度 fc ，又称为棱柱体抗，又称为棱柱体抗压强度。压强度。 试件高度增大后，两端接触面摩擦力对试件中部的影响试件高度增大后，两端接触面摩擦力对试件中部的影响逐渐减弱逐渐减

26、小，逐渐减弱逐渐减小， fc (0.5 0.55) fc 时，最终徐变与应力不成正比，称为时，最终徐变与应力不成正比，称为非非线性徐变。线性徐变。l c0.8fc 时，砼内部微裂缝的发展处于不稳定状态，徐变时，砼内部微裂缝的发展处于不稳定状态，徐变的发展不收敛，的发展不收敛，导致混凝土的破坏导致混凝土的破坏。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能（3 3）影响徐变的因素影响徐变的因素 加载龄期：加载龄期：砼的龄期越短，凝胶体的粘性流动越大，徐砼的龄期越短，凝胶体的粘性流动越大，徐变越大。变越大。 环境影响：环境影响：外界相对湿度越高，结构内部水分不易外逸，外界相对湿

27、度越高，结构内部水分不易外逸，徐变越小。徐变越小。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能（4 4）徐变对结构的作用）徐变对结构的作用 有利作用有利作用l 有利于结构构件产生内力重分布，减小应力集中现象。有利于结构构件产生内力重分布，减小应力集中现象。l 减小大体积混凝土温度应力。减小大体积混凝土温度应力。 不利作用不利作用l 徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大。徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大。l 引起预应力损失。引起预应力损失。l 在长期高应力作用下，会导致破坏。在长期高应力作用下，会导致破坏。7 7）松弛）松弛 当结构受外界约束而无法变形，结构的应力会

28、随时间的增当结构受外界约束而无法变形，结构的应力会随时间的增长而降低，称为松弛。长而降低，称为松弛。 松弛与徐变是一个事物的两种表现方式松弛与徐变是一个事物的两种表现方式 。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能8 8）混凝土）混凝土的温度变形的温度变形 混凝土因混凝土因温度和湿度变化温度和湿度变化引起的体积变化称为引起的体积变化称为温度变温度变形和干湿变形形和干湿变形。 大体积大体积混凝土混凝土结构结构温度变形十分重要，当变形受到约温度变形十分重要，当变形受到约束，温度变化引起的应力可能引起开裂。在水工结构，大束，温度变化引起的应力可能引起开裂。在水工结构，大多数

29、裂缝是由温度作用引起。多数裂缝是由温度作用引起。 混凝土线膨胀系数和骨料有关，混凝土线膨胀系数和骨料有关， 在在(0.7-1.1)10-5/C0之间之间。骨料为石英岩时，最大；其次为砂岩、花岗岩、玄骨料为石英岩时，最大；其次为砂岩、花岗岩、玄武岩以及石灰岩。一般计算时，也可取武岩以及石灰岩。一般计算时，也可取1.010-5/。 用钢筋来用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝出现防止温度裂缝或干缩裂缝出现是不可能的。是不可能的。适当布置钢筋，可分散裂缝，减小裂缝宽度。适当布置钢筋，可分散裂缝，减小裂缝宽度。 为减小温度应力，可设置伸缩缝。为减小温度应力，可设置伸缩缝。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性

30、能1.2 混凝土的物理力学性能9 9）混凝土的湿度变形）混凝土的湿度变形 混凝土因湿度场变化会引起混凝土因湿度场变化会引起干缩与湿胀干缩与湿胀。 湿胀常产生有利的影响，设计中一般可不考虑。湿胀常产生有利的影响，设计中一般可不考虑。 干缩变形受到约束时，结构产生干缩裂缝。干缩变形受到约束时，结构产生干缩裂缝。 干缩变形影响因素：干缩变形影响因素：l 水泥用量多、水灰比越大，收缩越大；水泥用量多、水灰比越大，收缩越大；l 骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；l 干燥失水及高温环境，收缩大；干燥失水及高温环境，收缩大；l 小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小。小尺寸构件

31、收缩大，大尺寸构件收缩小。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能9 9）混凝土的湿度变形）混凝土的湿度变形 混凝土干燥过程比降温冷却过程慢得多，暴露在混凝土干燥过程比降温冷却过程慢得多，暴露在50%相相对湿度空气中，干燥深度达到对湿度空气中，干燥深度达到70mm需时一个月，达到需时一个月，达到700mm则需时将近则需时将近10年。年。 干缩会引起表面广泛发生裂缝，这些裂缝向内延伸一定干缩会引起表面广泛发生裂缝，这些裂缝向内延伸一定距离后，在湿度平衡区内消失。距离后，在湿度平衡区内消失。 对大体积混凝土，只限于表面的裂缝。对大体积混凝土，只限于表面的裂缝。 对于薄壁结

32、构来说，干缩有害影响大。对于薄壁结构来说，干缩有害影响大。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能1010）混凝土）混凝土重力密度（或重度）重力密度（或重度）混凝土的重力密度与所用的骨料及振捣的密实程混凝土的重力密度与所用的骨料及振捣的密实程度有关。对于一般的骨料，缺乏实际试验资料时：度有关。对于一般的骨料，缺乏实际试验资料时：l 一般钢筋混凝土结构，取一般钢筋混凝土结构，取25kN/m25kN/m3 3。l 混凝土，混凝土，取取25kN/m3。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 混凝土的物理力学性能1.31.3钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结1 1、钢

33、筋与混凝土之间的粘结力、钢筋与混凝土之间的粘结力v 粘结应力定义与作用粘结应力定义与作用 粘结应力指钢筋与混凝土界面间的剪应力。粘结应力指钢筋与混凝土界面间的剪应力。 通过粘结应力，可以实现钢筋与混凝土之间的通过粘结应力，可以实现钢筋与混凝土之间的应力传递应力传递，使两种材料一起共同工作。使两种材料一起共同工作。 钢筋与混凝土具有足够的粘结是保证两者共同受力变形钢筋与混凝土具有足够的粘结是保证两者共同受力变形的基本前提。的基本前提。 钢筋与混凝土之间的粘结力遭到破坏，就会使构件变形钢筋与混凝土之间的粘结力遭到破坏，就会使构件变形增加、裂缝剧烈开展甚至提前破坏。增加、裂缝剧烈开展甚至提前破坏。

34、第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结 14ssbsAdutv 粘结应力量测：粘结应力量测：可通过拔出试验测量：可通过拔出试验测量： dPsAstb1(s- s )As粘结应力粘结应力 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结 v 粘结力组成粘结力组成 光圆钢筋：光圆钢筋：三部分组成三部分组成l 水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶着力；水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶着力；l 混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；l 钢筋表面不平整与混凝土之间产生的机械咬合力。钢筋表面不平整与混凝土之间产生的机械咬合力。 变形钢筋：

35、变形钢筋：除了胶着力除了胶着力与摩擦力等以外，更主要与摩擦力等以外，更主要的是钢筋表面突出的横肋的是钢筋表面突出的横肋对混凝土的挤压力对混凝土的挤压力。粘结粘结力大于光圆钢筋。力大于光圆钢筋。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结 光圆钢筋：光圆钢筋：随着拉拔力的增加，峰值由加荷端向内移动，随着拉拔力的增加，峰值由加荷端向内移动，临近破坏时移至自由端附近，有效埋长也达到了自由端。临近破坏时移至自由端附近，有效埋长也达到了自由端。 带肋钢筋：带肋钢筋：峰值位置始终在加荷端附近，有效埋长增加得峰值位置始终在加荷端

36、附近，有效埋长增加得也很缓慢。也很缓慢。 v 光圆与带肋钢筋粘结应力比较：光圆与带肋钢筋粘结应力比较：v 影响粘结力的主要因素影响粘结力的主要因素 混凝土混凝土强度强度：粘结强度随混凝土强度的提高而增加，与抗粘结强度随混凝土强度的提高而增加，与抗拉强度拉强度 ft 成正比。成正比。保护层厚度保护层厚度：带肋钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。带肋钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。相对保护层厚度相对保护层厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力也越大，越大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力也越大，粘结强度越高，大于一定程度后趋于稳定。粘结强度越高，大于一定程度后趋于稳定。受力情况受力情况：受压钢筋由于直

37、径增大会增加对混凝土的挤压，受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压，从而使摩擦作用增加。从而使摩擦作用增加。钢筋表面和外形特征钢筋表面和外形特征：光圆钢筋表面凹凸较小，机械咬合光圆钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。带肋钢筋，机械咬合作用大，粘结强作用小，粘结强度低。带肋钢筋，机械咬合作用大，粘结强度高。度高。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结钢筋种类钢筋种类混凝土强度等级混凝土强度等级C15C20C25C30、C35C40HPB235钢筋钢筋40d35d30d25d20dHRB335钢筋钢筋40d35d30d25dHRB400钢筋钢筋RRB400钢筋钢

38、筋50d40d35d30d2 2）钢筋的锚固与接头）钢筋的锚固与接头（1 1）锚固）锚固 受拉钢筋：受拉钢筋：如截面上的强度被充分利用，则钢筋从该截面如截面上的强度被充分利用，则钢筋从该截面起的起的锚固长度锚固长度 la 不应小于下表中规定的数值。不应小于下表中规定的数值。受拉钢筋的最小锚固长度受拉钢筋的最小锚固长度la 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结la：最小锚固长度。它：最小锚固长度。它根据钢筋应力达到屈服强度时，钢筋根据钢筋应力达到屈服强度时，钢筋才被拔动的条件确定：才被拔动的条件确定： 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结ysabf

39、 Alut4ysyabbf Af dluttl 钢筋强度越高，直径越粗，钢筋强度越高，直径越粗， la 越大；越大；l 混凝土强度越低，粘结应力越小，混凝土强度越低，粘结应力越小， la 越大。越大。 受压钢筋受压钢筋：钢筋受压时会侧向鼓胀，对混凝土产生挤压，：钢筋受压时会侧向鼓胀，对混凝土产生挤压，增加了粘结力，锚固长度可以短些。增加了粘结力，锚固长度可以短些。 光圆钢筋光圆钢筋l 表面凹凸程度小，机械咬合作用不大表面凹凸程度小，机械咬合作用不大, ,与砼的粘结强度与砼的粘结强度较低。较低。l 为保证光圆钢筋的锚固，为保证光圆钢筋的锚固，规范规定规范规定受力的光圆钢筋受力的光圆钢筋末末端必须

40、作成半圆弯钩。端必须作成半圆弯钩。 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能1.2 钢筋与混凝土粘结（2 2）接长）接长 钢筋拉长有三种办法：钢筋拉长有三种办法：绑扎搭接、焊接、机械连接绑扎搭接、焊接、机械连接。 绑扎搭接：绑扎搭接：必须有足够的必须有足够的搭接长度搭接长度ll : :l 受拉钢筋：受拉钢筋：ll la 且且 ll300mm；l 受压钢筋：受压钢筋：ll 0.7 la 且且 ll200mm。1.3 钢筋与砼的粘结 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能纵向钢筋搭接接头面积百分率纵向钢筋搭接接头面积百分率（% %）25255050100100 1.21.21.41.41.61.6l 不能采用绑扎搭接的有：不能采用绑扎搭接的有： 轴心受拉构件轴心受拉构件 小偏心受拉构件小偏心受拉构件 承受振动的构件承受振动的构件 受拉钢筋直径大于受拉钢筋直径大于28mm 受压钢筋直径大于受压钢筋直径大于32mm1.3 钢筋与砼的粘结 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能 焊接焊接1.3 钢筋与砼的粘结 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能l 直径小于直径小于28mm，最好用对焊机将两