建筑結(jié)構(gòu)課件-建筑結(jié)構(gòu)材料

1、建筑結(jié)構(gòu)課件-建筑結(jié)構(gòu)材料第二篇 建筑結(jié)構(gòu)第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料6.1 鋼 筋一、鋼筋的品種 熱軋鋼筋、中高強鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料熱軋鋼筋HPB235級、HRB335級、HRB4700級、RRB400級HPBHot rolledPlainBarHRBHot rolledRolledBarRRBRolledRibbedBar屈服強度 fyk（標準值=鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB235級： fyk = 235 N/mm2HRB335級： fyk = 335 N/mm2HRB400級、RRB400級： fyk =

2、400 N/mm2第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料 HPB235級(級)鋼筋多為光面鋼筋，多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋 HRB335級(級)和 HRB400級(級)鋼筋強度較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用級鋼筋作箍筋的為增強與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋。 級鋼筋強度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋，一般冷拉后作預應力筋。 延伸率d5=25、16、14、10%，直徑840。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料鋼絲，中強鋼絲的強度為8001200MPa，高強鋼絲、鋼絞線的為 1470 1860MPa；延伸率d10=6%，d10c為屈服下限，即屈服強度 fycdcd為屈

3、服臺階efue為極限抗拉強度 fu fyfb第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料幾個指標：屈服強度：是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)，因為鋼筋屈服后將很大的塑性變形，且卸載時這部分變形不可恢復，這會使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。延 伸 率：鋼筋拉斷時的應變，是反映鋼筋塑性性能的指標。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預兆，延性較好均勻延伸率dgt對應最大應力時應變，包括了殘余應變和彈性應變，反映了鋼筋真實的變形能力(2.5%)屈 強 比反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料有明顯屈服點鋼筋的應力-應變關(guān)系一般可采用雙線

4、性的理想彈塑性關(guān)系1Es第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料無明顯屈服點的鋼筋a點：比例極限，約為0.65fua點前：應力-應變關(guān)系為線彈性a點后：應力-應變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點強度設(shè)計指標條件屈服點殘余應變?yōu)?.2%所對應的應力規(guī)范取s0.2 =0.85 fu第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料三、鋼筋的強度標準值 按冶金鋼材質(zhì)量控制標準，鋼筋的強度標準值是取其出廠時的廢品限值，其數(shù)值相當于fy,m-3s，具有97.73%的保證率，滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準材料強度標準值保證率95%的要求。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料6.2 混凝土一、混凝土的強度1、混凝土強度等級混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是

5、利用它的抗壓強度。因此抗壓強度是混凝土力學性能中最主要和最基本的指標?；炷恋膹姸鹊燃壥怯每箟簭姸葋韯澐值幕炷翉姸鹊燃墸哼呴L150mm立方體標準試件，在標準條件下（203，90%濕度）養(yǎng)護28天，用標準試驗方法（加載速度0.150.3N/mm2/sec，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度，用符號C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2 規(guī)范根據(jù)強度范圍，從C15C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2。與原規(guī)范GBJ10-89相比，混凝土強度等級范圍由C60提高到C80，C50以上為高強混凝土，有關(guān)指標和計算公式在C50與原規(guī)范GBJ10-89銜接。第六章 建

6、筑結(jié)構(gòu)材料100mm立方體強度與標準立方體強度之間的換算關(guān)系小于C50的混凝土，修正系數(shù)m =0.95。隨混凝土強度的提高，修正系數(shù)m 值有所降低。當fcu100=100N/mm2時，換算系數(shù)m 約為0.9美國、日本、加拿大等國家，采用圓柱體（直徑150mm，高300 mm）標準試件測定的抗壓強度來劃分強度等級，符號記為 fc。圓柱體強度與我國標準立方體抗壓強度的換算關(guān)系為，立方體和圓柱體抗壓試驗都不能代表混凝土在實際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來在同一標準條件下比較混凝土強度水平和品質(zhì)的標準（制作、測試方便）。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料2、軸心抗壓強度 軸心抗壓強度采用棱柱體試件測定，用符號fc表示，

7、它比較接近實際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為h/b=34，我國通常取150mm150mm450mm的棱柱體試件，也常用100100300試件。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度。棱柱體抗壓強度和立方體抗壓強度的換算關(guān)系為，規(guī)范對小于C50級的混凝土取k=0.76，對C80取k=0.82，其間按線性插值第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料3、軸心抗拉強度也是其基本力學性能，用符號 ft 表示。混凝土構(gòu)件開裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關(guān)。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料劈拉試驗PaP拉壓壓由于軸心受拉試驗對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗測定混凝土的抗拉

8、強度第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料4、混凝土強度的標準值規(guī)范規(guī)定材料強度的標準值 fk 應具有不小于95%的保證率立方體強度標準值即為混凝土強度等級fcu。規(guī)范在確定混凝土軸心抗壓強度和軸心抗拉強度標準值時，假定它們的變異系數(shù)與立方體強度的變異系數(shù)相同，利用與立方體強度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計算得到。同時，規(guī)范考慮到試件與實際結(jié)構(gòu)的差異以及高強混凝土的脆性特征，對軸心抗壓強度和軸心抗拉強度，還采用了以下兩個折減系數(shù)：結(jié)構(gòu)中混凝土強度與混凝土試件強度的比值，取0.88；脆性折減系數(shù)，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按線性規(guī)律變化。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料二、混凝土的變形1、單軸（單調(diào)）受壓應力

9、-應變關(guān)系 混凝土單軸受力時的應力-應變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學特征 是分析混凝土構(gòu)件應力、建立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機進行非線性分析的基礎(chǔ)。 混凝土單軸受壓應力-應變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測定。 在普通試驗機上采用等應力速度加載，達到軸心抗壓強度fc時，試驗機中集聚的彈性應變能大于試件所能吸收的應變能，會導致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應力-應變曲線的上升段。 采用等應變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機內(nèi)集聚的應變能，可以測得應力-應變曲線的下降段。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料強度等級越高，線彈性段越長，峰值應變也有所增大。但高

10、強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料規(guī)范應力-應變關(guān)系上升段：下降段：第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料2、混凝土的彈性模量原點切線模量割線模量切線模量彈性系數(shù)n 隨應力增大而減小n =10.5第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料3、混凝土受拉應力-應變關(guān)系第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料三、混凝土的收縮和徐變1、混凝土的收縮 混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 當這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時，將使混凝土中產(chǎn)生拉應力，甚至引起混凝土的開裂?；炷?/p>

11、土收縮會使預應力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預應力損失。 某些對跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會引起不利的內(nèi)力。墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的25%，一個月可完成50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)兩年以上。一般情況下，最終收縮應變值約為(25)10-4 混凝土開裂應變?yōu)?0.52.7)10-4第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料 影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護條件等許多因素有關(guān)。 水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。 骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。 干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。 小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。 高強混凝土收縮大。 影響收縮的因素多且復雜，要精確計算尚有一定的困難。 在實際工程中，要采取一定措施減小收縮應力的不利影響施工縫。第六章 建筑結(jié)構(gòu)材料2、混凝土的徐變 混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。 徐變會使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大，引起預應力損失，在長期高應力