建筑設(shè)計原理 第三章

1、第三章第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)3.1.1 3.1.1 鋼鋼 筋筋 一、鋼筋的品種一、鋼筋的品種 熱軋帶肋鋼筋、鋼絲和鋼絞線、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋熱軋帶肋鋼筋、鋼絲和鋼絞線、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋3.1 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能1 1、熱軋鋼筋、熱軋鋼筋 HPB300級、HRB335級/HRBF335級、HRB400級/RRB400級/ HRBF335級、HRB500級/ HRBF500級屈服強度屈服強度 fyk（標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值）HPB300級： fyk = 300 N/mm2HRB335級、HRBF335級： fyk = 335 N/mm2HRB400級、RRB400級

2、、HRBF400級： fyk = 400 N/mm2HRB400級、RRB400級、HRBF400級： fyk = 500N/mm2第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)uHPB300級(級)鋼筋鋼筋多為光面鋼筋多為光面鋼筋（Plain Bar），），可作為現(xiàn)可作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋澆樓板的受力鋼筋uHRB335級(級)和 HRB400級(級)鋼筋鋼筋強度較高，多作為強度較高，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，也有用級級鋼筋作箍筋的為增強與混凝土的粘結(jié)（鋼筋作箍筋的為增強與混凝土的粘結(jié)（Bond），外形制作成），外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋（

3、月牙肋或等高肋的變形鋼筋（Deformed Bar）。）。u級鋼筋級鋼筋可做為縱向受力鋼筋，也可用作箍筋?？勺鰹榭v向受力鋼筋，也可用作箍筋。u延伸率延伸率：d d5 5= =25、16、14、10%，直徑直徑840。第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2、鋼絲：中強鋼絲的強度為、鋼絲：中強鋼絲的強度為8001200MPa，高強鋼絲、鋼絞，高強鋼絲、鋼絞線的為線的為 1470 1860MPa；延伸率；延伸率10=6%，100=3.54%；鋼；鋼絲的直徑絲的直徑59mm；外形有光面和螺旋肋二種，另有三股和七股；外形有光面和螺旋肋二種，另有三股和七股鋼絞線，外接圓直徑鋼絞線，外接圓直徑8.621.6 mm。中高強

4、鋼絲和鋼絞線均用于。中高強鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。3、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋：直徑有、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋：直徑有18mm、25mm、32mm、40mm、50mm,強度分為強度分為785MPa，930MPa，1080MPa三個等級。三個等級。第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)s se e二、鋼筋的應(yīng)力二、鋼筋的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 有明顯屈服點的鋼筋有明顯屈服點的鋼筋 a為比例極限proportional limit s =Eseaa為彈性極限elastic limitade為強化段strain hardening stagebb為屈服上限upper yield strengthc為

5、屈服下限，即屈服強度 fylower yield strengthcdcd為屈服臺階yield plateauefue為極限抗拉強度 fu ultimate tensile strengthfyf第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾個指標(biāo)幾個指標(biāo)(Index)：屈服強度屈服強度yield strength：是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)，因為鋼筋屈服，因為鋼筋屈服后將很大的塑性變形，且卸載時這部分變形后將很大的塑性變形，且卸載時這部分變形不可恢復(fù)不可恢復(fù)，這會使鋼，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)，

6、不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。延延 伸伸 率率elongation strain：鋼筋拉斷時的應(yīng)變，是反映鋼筋塑性：鋼筋拉斷時的應(yīng)變，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好0010or 5lll d屈屈 強強 比比反映鋼筋的強度儲備，反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。se殘余變形er彈性變形ee第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無明顯屈服點的鋼筋無明顯屈服點的鋼筋 Rebar without yield pointa0.2%s0.2 fua點：比例極

7、限，約為點：比例極限，約為0.65fua點前：應(yīng)力點前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點后：應(yīng)力點后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點服點強度設(shè)計指標(biāo)強度設(shè)計指標(biāo)條件屈服點條件屈服點(Equivalent yield point)殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范規(guī)范取取s s0.2 =0.85 fu第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有明顯屈服點鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系一般可采用雙線性的理想彈塑性關(guān)系yyysfEe ee es se ee ee es s fy ey1Es第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三、鋼筋混凝

8、土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求：三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求：1、有較高的強度和適宜的屈強比；、有較高的強度和適宜的屈強比；2、有較好的塑性；、有較好的塑性；3、與混凝土之間有良好粘結(jié)力；、與混凝土之間有良好粘結(jié)力；4、具有較好的可焊性、具有較好的可焊性 四、鋼筋的選用四、鋼筋的選用 1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力力 鋼筋宜采用鋼筋宜采用、 、熱軋鋼筋熱軋鋼筋 2 2、預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼、預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋；對中小型構(gòu)

9、件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋可采用中強度預(yù)應(yīng)力鋼絲，筋；對中小型構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋可采用中強度預(yù)應(yīng)力鋼絲，第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)3.1.2 混凝土的力學(xué)性能混凝土的力學(xué)性能一、混凝土的強度一、混凝土的強度1、混凝土立方體抗壓強度、混凝土立方體抗壓強度第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)k,cuk,cf.f670C50以下砼?。阂韵马湃。篊80?。喝。簁,cuk,cf.f720中間按線性內(nèi)插法計中間按線性內(nèi)插法計算算第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三向受壓時，混凝三向受壓時，混凝土的抗壓強度和極土的抗壓強度和極限變形都有較大提限變形都有較大提高高rcccffs s4第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)二、混凝土的變形二、混

10、凝土的變形第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(1)混凝土的橫向變形系數(shù)混凝土的橫向變形系數(shù)橫向伸長值與縱向壓縮值之比，又稱泊松比，記為橫向伸長值與縱向壓縮值之比，又稱泊松比，記為c，可取可取c=0.2。25mmN7342210k ,cucf.E彈性模量彈性模量(切線模量切線模量)第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變形模量變形模量(割線模量割線模量)剪變模量剪變模量cGccE.G40第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2、混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形、混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常把使試件通常把使試件在循環(huán)在循環(huán)200萬萬次或次數(shù)稍多次或次數(shù)稍多時發(fā)生破壞的時發(fā)生破壞的壓應(yīng)力稱為砼壓應(yīng)力稱為砼的疲勞抗壓強的疲

11、勞抗壓強度用度用 表示表示fcf疲勞破壞疲勞破壞:混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)影響徐變因素影響徐變因素:1、持續(xù)應(yīng)力的大小持續(xù)應(yīng)力的大小;2、水灰比和水泥用量、水灰比和水泥用量;應(yīng)力越大，應(yīng)力越大，徐變越大。徐變越大。5、構(gòu)件養(yǎng)護溫濕度、構(gòu)件養(yǎng)護溫濕度;6、構(gòu)件使用的溫濕度、構(gòu)件使用的溫濕度;7、構(gòu)件單位體積的表面積大小、構(gòu)件單位體積的表面積大小;8、構(gòu)件加荷時的齡期。、構(gòu)件加荷時的齡期。3、骨料的級配與剛度、骨料的級配與剛度;4、混凝土的密實性、混凝土的密實性;第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 當(dāng)溫度

12、變化時，混凝土也隨之熱脹冷縮當(dāng)溫度變化時，混凝土也隨之熱脹冷縮第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)3.1.3 鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)一、一、粘結(jié)力的定義及組成粘結(jié)力的定義及組成 粘結(jié)力的定義粘結(jié)力的定義 若鋼筋和混凝土有相對變形（滑移），就會若鋼筋和混凝土有相對變形（滑移），就會在鋼筋和混凝土交界面上產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力，這在鋼筋和混凝土交界面上產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力，這種力稱為鋼筋與混凝土的粘結(jié)力種力稱為鋼筋與混凝土的粘結(jié)力 粘結(jié)力的組成粘結(jié)力的組成 1.化學(xué)膠結(jié)力：混凝土凝結(jié)時，由于水泥的水化作用在鋼筋與化學(xué)膠結(jié)力：混凝土凝結(jié)時，由于水泥的水化作用在鋼筋與 混凝土接觸面上產(chǎn)生的化學(xué)吸附作用力混凝土接觸面上產(chǎn)生的化學(xué)吸附作用力2.摩擦力：混凝土收縮后將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力摩擦力：混凝土收縮后將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力 3.機械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機械咬合作機械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機械咬合作用而產(chǎn)生的力用而產(chǎn)生的力 4.鋼筋端部的錨固力：采取錨固措施后所造成的機械錨固力鋼筋端部的錨固力：采取錨固措施后所造成的機械錨固力 第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋與混凝土的粘結(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié) 強度通常采用拔出試驗強度通常采用拔出試驗來測定。設(shè)拔出力為來測定。設(shè)拔出