建筑结构模块4

建筑结构

2

混凝土结构材料及其力学性能

钢筋

2.1

混凝土

2.2

2.3

混凝土结构的耐久性

2.4

钢筋与混凝土之间的粘结2.1钢筋

2.1.1钢筋的种类及规格1、热轧钢筋：热轧钢筋是在高温状态下轧制成型的。HPB235HRB335HRB400高强钢丝σ(Mpa)ε0①热轧光面钢筋（HPB）②热轧带肋钢筋（HRB）③细晶粒热轧带肋钢筋（HRBF）2、余热处理钢筋：余热处理钢筋是钢筋热轧后穿水冷却，利用芯部余热自身完成回火处理而成的带肋钢筋。图1月牙纹钢筋2.1钢筋

2.1.1钢筋的种类及规格3、中强度预应力钢丝：钢丝经冷加工或冷加工后热处理制成。4、预应力螺纹钢筋：表面为螺旋纹。5、消除应力钢丝：由高碳镇静钢轧制成光面盘条钢筋，经冷拔和回火处理消除残余应力后制成。6、钢绞线：多股消除应力钢丝围绕一根直径较粗的钢丝用绞盘绞接而成。2.1钢筋

2.1.1钢筋的种类及规格建筑结构中所用的钢筋，按其应力应变曲线特性的不同分为两类：一类是有明显屈服点的钢筋，另一类是无明显屈服点的钢筋。

有明显屈服点的钢筋习惯上称为软钢，包括热轧钢筋和冷拉钢筋。

无明显屈服点的钢筋习惯上称为硬钢，包括热处理钢筋、冷轧带肋钢筋、钢丝及钢绞线。2.1钢筋

2.1.2钢筋的受力特点σ(Mpa)εabcde比例极限屈服强度极限强度流幅1、有明显屈服点的钢筋对有明显流幅的钢筋，把屈服点所对应的强度作为设计强度的依据。强度1.两个强度指标：屈服强度极限抗拉强度2.1钢筋

2.1.2钢筋的受力特点σ(Mpa)ε0.85σbσb0.2%2、无明显屈服点的钢筋对无明显流幅的钢筋，把残余应变为0.2%时所对应的应力作为条件屈服强度。强度1.一个强度指标：极限抗拉强度2.1钢筋的性能及要求塑性变形2.

2.1.2钢筋的受力特点伸长率是钢筋拉断后的伸长值与原长的比率，即×100%δ＝δ——伸长率(%)；l1——试件拉伸前的标距长度，一般短试件l1＝5d，长试件l1＝10d，d为试件的直径；l2——试件拉断后的标距长度。1、伸长率

伸长率越大的钢筋塑性越好，即拉伸前有足够的伸长，使构件的破坏有预兆；反之构件的破坏具有突发性而呈现脆性。2.1钢筋的性能及要求塑性变形2.

2.1.2钢筋的受力特点2、冷弯性能将直径为d的钢筋绕某一规定直径为D的钢辊进行弯曲，在达到规定的冷弯角度时钢筋不发生裂纹、鳞落或断裂，就表示合格。表1-1各种钢筋冷弯试验要求钢筋种类HPB235HRB335HRB400冷弯要求冷弯角度180018001800钢筋的冷弯2.1钢筋

2.1.3钢筋的设计指标牌号符号公称直径d(mm)屈服强度标准值fyk(N/mm2)极限强度标准值fstk(N/mm2)抗拉强度设计值fy(N270/mm2)抗压强度设计值fy＇(N/mm2)HPB300A6~22300420270270HRB335HRBF335BBF6~50335455300300HRB400HRBF400RRB400CCFCR6~50400540360360HRB500HRBF500DDF6~505006304354351、材料强度标准值：进行正常使用极限状态设计时使用2、材料强度设计值：进行承载能力极限状态设计时使用2.1钢筋

2.1.3钢筋的设计指标3、弹性模模量钢筋弹弹性阶阶段的的应力力与应应变的的比值值称为为钢筋筋的弹弹性模模量牌号或种类弹性模量ESHPB300钢筋2.10HRB335、HRB400、HRB500钢筋HRBF335、HRBF400、HRBF500钢筋RRB400钢筋预应力螺纹钢筋、中强度预应力钢筋2.00消除应力钢丝2.05钢绞线1.952.1钢筋

2.1.4混凝土结构对钢筋性能的要求（1）有较高的强度和适宜的屈强比。（3）具有较好的焊接性能。（2）有较好的塑性。（4）与混凝土之间有良好的黏结力。2.1钢筋

2.1.5钢筋的选用对于混混凝土土结构构的钢钢筋，，《混凝土土结构构设计计规范范》（GB50010——2010）规定定如下下：（1）纵向受受力普普通钢钢筋宜采用用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，，也可可采用用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋筋。。（2）梁、、柱柱纵纵向向受受力力普普通通钢钢筋筋应采采用用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋筋。。（3）箍筋筋宜采采用用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋筋，，也也可可采采用用HRB335、HRBF335钢筋筋。。（4）预应应力力筋筋宜采采用用预预应应力力钢钢丝丝、、钢钢绞绞线线和和预预应应力力螺螺纹纹钢钢筋筋。。2.2混凝凝土土

2.2.1混凝土的强度混凝土立方体抗压强度（fcu）及强度等级1.混凝凝土土结结构构中中，，主要要是是利利用用它它的的抗压压强强度度。因因此此抗抗压压强强度度是是混混凝凝土土力力学学性性能混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.25N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2

，fcu,k混凝土强度标准值，注意：fcu与fcu,k的区别在于是否具有95%的保证率。根据《规范》强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。C50以上为高强混凝土。2.2混凝凝土土混凝土轴心抗压强度2.实际际工工程程中中，，一一般般的的受受压压构构件件不不是是对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为：混凝凝土土的的轴轴心心抗抗压压设设计计强强度度：：fc=fck/γγc2.2混凝凝土土混凝土轴心抗拉强度3.混凝凝土土轴轴心心抗抗拉拉强强度度ft是采采用用100mm××100mm××500mm的棱棱柱柱体体，，两两端端设设有有螺螺纹纹钢钢筋筋(如图图)，在在实实验验机机上上受受拉拉来来测测定定的的。。当当试试件件拉拉裂裂时时测测得得的的平平均均拉拉应应力力即即为为混混凝凝土土的的轴轴心心抗抗拉拉强强度度。。实实验验表表明明，，混混凝凝土土的的抗抗拉拉强强度度比比抗抗压压强强度度低低得得多多，，混混凝凝土土轴轴心心抗抗拉拉强强度度只只是是混混凝凝土土立立方方体体抗抗压压强强度度的的1/19～2.2混凝凝土土

2.2.2混凝土的变形混凝土在一次短期荷载作用下的变形1.

混凝土在单向短期加荷作用下的应力-应变曲线是其最基本的力学性能，曲线的特征是研究钢筋混凝土构件的强度、变形、延性（承受变形的能力）和进行受力全过程分析的依据。图2-4混混凝凝土土棱棱柱柱体体试试件件在在受受压压时时的的应应力力2.2混凝凝土土①上升升段段Oc。上升升段段Oc大致致可可分分为为以以下下三三段段：：曲线线Oa段（（σc≤≤0.3fc）。。此此时时混混凝凝土土受受到到的的压压应应力力较较小小，，基基本本处处于于弹弹性性阶阶段段，，应应力力-应变变关关系系呈呈直直线线，，卸卸载载后后应应变变可可恢恢复复到到零零。。曲线线ab段（（0.3fc＜σc≤0.8fc）。。随随着着混混凝凝土土受受到到的的压压应应力力继继续续增增大大，，应应变变增增加加的的速速度度比比应应力力快快，，混混凝凝土土呈呈现现塑塑性性性性质质，，应应力力-应变变关关系系偏偏离离直直线线；；此此阶阶段段混混凝凝土土内内部部的的微微裂裂缝缝开开始始延延伸伸、、扩扩展展。。②下下降降段段ce。当压压应应力力达达到到c点峰峰值值应应力力后后，，曲曲线线开开始始下下降降，，试试件件的的承承载载力力逐逐渐渐降降低低，，应应变变继继续续增增大大，，并并在在d点出出现现拐拐点点，，d点相相应应的的应应变变称称为为混混凝凝土土的的极极限限压压应应变变εcu（一一般般为为0.0033）。。εcu值越越大大，，说说明明混混凝凝土土的的塑塑性性变变形形能能力力越越强强，

2.2.2混凝土的变形混凝土在一次短期荷载作用下的变形1.2.2混凝凝土土混凝凝土土的的应应力力与与其其弹弹性性应应变变之之比比称称为为

2.2.2混凝土的变形混凝土的弹性模量、变形模量2.①混凝土土的弹性性模量2.2混凝土

混凝土的应力与其弹塑性总应变之比称为混凝土的变形模量，用符号E′c表示。该值小于混凝土的弹性模量Ec。混凝土的变形模量E′c与弹性模量Ec的关系为

2.2.2混凝土的变形混凝土的弹性模量、变形模量2.②混凝土的的变形模模量2.2混凝土混凝土在荷载长期作用下的变形—徐变3.(3)环境因素应力条件是指混凝土初始加荷应力和加载时混凝土的龄期，这是影响徐变的最主要因素。（2）内在因素（1）应力条件内在因素是指混凝土的组成成分和配比。环境因素是指养护和使用时的温度与湿度。

2.2.2混凝土的变形2.2混凝土混凝土的收缩变形4.（1）内在因素。水泥强度高、用量多、水灰比大，则收缩量大；骨料粒径大、级配好、弹性模量大，则收缩量小；混凝土越密实，收缩量就越小。(1)(2)（2）环境影响。混凝土在养护和使用期间的环境湿度大，则收缩量小；采用高温蒸汽养护时，收缩量减小。

2.2.2混凝土的变形2.2混凝土混凝土的温度变形5.混凝土随随温度的的升降会会产生胀胀缩，这这种现象象称为温温度变形形。混凝凝土的温温度线膨膨胀系数数αc为（1.0～1.5）×10-5/℃，《混凝土结结构设计计规范》（GB50010——2010）取为1.0×10-5/℃，它与钢筋筋的线膨胀胀系数1.2×10-5/℃相近。因此此，当温度度发生变化化时，在混混凝土和钢钢筋之间引引起的内应应力很小，，不会影响响到钢筋与与混凝土之之间的黏结结。但对结结构构件来来说，当温温度应力过过大时，则则可能造成成混凝土结结构出现裂裂缝。

2.2.2混凝土的变形2.2混凝土混凝土强度标准值1.

2.2.3混凝土的设计指标fck混凝土轴心心抗压强度度标准值ftk混凝土轴心心抗拉强度度标准值2.2混凝土混凝土强度设计值2.

2.2.3混凝土的设计指标fc混凝土轴心心抗压强度度设计值ft混凝土轴心心抗拉强度度设计值2.2混凝土混凝土弹性模量Ec3.

2.2.3混凝土的设计指标混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45EC2.202.552.803.003.153.253.35混凝土强度等级C50C55C60C65C70C75C80EC3.453.553.603.653.703.753.80表：混凝土土弹性模量量（×104N/mm2）2.3混凝土结构的耐久久性混凝土的耐耐久性，与与其抗渗、、抗冻、抗抗冲刷、抗抗碳化和抗抗腐蚀等性性能有密切切关系。为为了保证混混凝土的耐耐久性，根根据建筑物物所处环境境条件的类类别，满足足不同的控控制要求。。环境条件件划分为五五个类别:环境类别条件一室内干燥环境；无侵蚀性静水浸没环境二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境；非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境二b干湿交替环境；水位频繁变动环境；严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三a严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境；受除冰盐影响环境；海风环境三b盐渍土环境；受除冰盐作用环境；海岸环境四海水环境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境2.4钢筋与混凝凝土之间的的粘结

2.4.1钢筋与混凝土共同作用的基础(3)环境因素因水泥颗粒的水化作用形成的凝胶体对钢筋表面产生的胶结力。（2）内在因素（1）胶结力。因混凝土结硬时体积收缩，将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力。由于钢筋表面的凹凸不平而与混凝土之间产生的机械咬合力。2.4钢筋与混凝凝土之间的的粘结

2.4.2钢筋的锚固1.钢筋的锚固固长度钢筋的锚固固是指通过过混凝土中中钢筋埋置置段将钢筋筋所受的力力传给混凝凝土，使钢钢筋锚固于于混凝土而而不滑出。。为了保证钢钢筋在混凝凝土中锚固固可靠，设设计时应该该使钢筋在在混凝土中中有足够的的锚固长度度。混凝土土结构中纵纵向受拉钢钢筋的基本锚固长长度为：——受拉钢筋的的基本锚固固长度；——普通钢筋、、预应力筋筋的抗拉强强度设计值值；——混凝土轴心心抗拉强度度设计值，，当混凝土土强度等级级高于C60时，按C60取值；——锚固钢筋的的直径；——锚固钢筋的的外形系数数，按表取取用。2.

2.4.2钢筋的锚固受拉钢筋的的锚固长度度应根据具具体锚固条条件按下式式计算，且且不应小于于200mm：——受拉钢筋的的锚固长度度；钢筋类型光面钢筋带肋钢筋刻痕钢筋螺旋肋钢筋三股钢绞线七股钢绞线α0.160.140.190.130.160.17表钢筋的外形形系数α2.4钢筋与混凝凝土之间的的粘结

2.4.2钢筋的锚固钢筋弯钩和和机械锚固固的形式和和技术要求求钢筋弯钩和和机械锚固固的形式和和技术要求求应符合下下图规定。。2.4钢筋与混凝凝土之间的的粘结

2.4.3钢筋的连接钢筋的接头头可分为三三种：绑扎扎搭接、机机械连接或或焊接。接接头宜设在在受力较小小处，同一一根钢筋上上宜少设接接头。①绑扎搭接接纵向受拉钢钢筋绑扎搭搭接接头的的搭接长度度，应根据据位于同一一连接区段段内的钢筋筋搭接接头头面积百分分率按下式式计算，且且不应小于于300mm。式中ll——

la——受拉钢筋的锚固长度，按前面公式计算；

ζ——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数，按下表规定取用。2.4钢筋与混凝凝土之间的的粘结

2.4.3钢筋的连接1.3llll同一区段内纵向钢筋绑扎搭接接头纵向钢筋搭接接头面积（%）（在1.3ll的搭接区段内）≤2550100ζ1.21.41.6纵向钢筋搭搭接长度修修正系数2.4钢筋与混凝凝土之间的的粘结

2.4.3钢筋的连接机械连接是是指通过连接件用机械的方法法把钢筋连接接在一起。。纵向受力钢钢筋的机械械连接接头头应相互错错开，钢筋筋机械连接接区段的长长度为35d，d为连接钢筋筋的较小直直径。位于同一连接接区段内的纵纵向受拉钢筋筋接头面积百百分率均不应应大于50%，受压钢筋可可不受限制。。连接件的保护护层厚度不应应小于纵向受受力钢筋最小小保护层厚度度，连接件的的横向净间距距不应小于25mm。②机械连接2.4钢筋与混凝土土之间的粘结

2.4.3钢筋的连接③焊接连接纵向受力钢筋筋的焊接接头头应相互错开开，钢筋焊接接接头连接区区段的长度为为35d且不小于500mm，d为连接钢筋的的较小直径。。位于同一连接接区段内的纵纵向受拉钢筋筋接头面积百百分率均不应应大于50%，受压钢筋可可不受限制。。THANKYOU9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。14:18:1814:18:1814:1812/8/20222:18:18PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2214:18:1814:18Dec-2208-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。14:18:1814:18:1814:18Thursday,December8,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2214:18:1814:18:18December8,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。08十二月月20222:18:18下午14:18:1812月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月222:18下午午12月-2214:18December8,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/814:18:1814:18:1808December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。2:18:18下下午2:18下下午14:18:1812月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December8,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。14:18:1814:18:1814:1812/8/20222:18:18PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2214:18:1814:18Dec-2208-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。14:18:1814:18:1814:18Thursday,December8,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2214:18:1814:18:18December8,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。08十十二二月20222:18:18下下午14:18:1812月月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月222:18下下午12月-2214:18December8,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022