第二章鋼筋及混凝土材料的力學(xué)性能

第三章結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能及選用第一節(jié)建筑鋼材第二節(jié)混凝土第三節(jié)鋼筋遇混凝土的相互作用－－粘結(jié)力第一節(jié)建筑鋼材一、鋼材的力學(xué)性能（一）應(yīng)力—應(yīng)變曲線1.有明顯屈服臺(tái)階的鋼材:圖3-12.無(wú)明顯屈服臺(tái)階的鋼材:圖3-3（二）強(qiáng)度1.極限抗拉強(qiáng)度2.屈服強(qiáng)度（1）有明顯屈服臺(tái)階的鋼材（2）無(wú)明顯屈服臺(tái)階的鋼材（三）塑性1.伸長(zhǎng)率2.冷彎性能（四）彈性模量

二、鋼材的冷加工（一）鋼筋的冷拉

1.加工方法：在常溫下將鋼筋拉伸至屈服，然后卸載；2.力學(xué)性質(zhì)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再次拉伸時(shí)，其屈服強(qiáng)度將增大，但塑性降低；3.時(shí)效硬化：被拉伸至屈服點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，屈服強(qiáng)度增加的現(xiàn)象。（二）鋼筋的冷拔1.加工方法：在常溫下將鋼筋拔過(guò)比其自身直徑還小的硬質(zhì)合金拔絲模拉伸至屈服；2.力學(xué)性質(zhì)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再次拉伸或壓縮時(shí)，其屈服強(qiáng)度將增大，但塑性降低。三、建筑鋼材的品種（一）鋼筋1.熱軋鋼筋；Ⅰ級(jí)鋼，HPB235，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為235N/mm2；Ⅱ級(jí)鋼，HRB335，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為335N/mm2；Ⅲ級(jí)鋼，HRB400，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400N/mm2；RRB400,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為400N/mm2。（二）型鋼和鋼板2.鋼鉸線、刻痕鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、熱處理鋼筋四、鋼材的選用（一）混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求：較高的強(qiáng)度；良好的塑性；良好的可焊性；鋼筋與混凝土良好的粘結(jié)力。（二）鋼筋的選用原則1.普通鋼筋－板HPB235,梁、柱HPB235，HRB335，HRB400；2.預(yù)應(yīng)力鋼筋－鋼鉸線、鋼絲和熱處理鋼筋。第二節(jié)混凝土一、混凝土的強(qiáng)度（一）混凝土的抗壓強(qiáng)度1.立方體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（1）立方體抗壓強(qiáng)度的測(cè)試方法（2）立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)2.軸心抗壓強(qiáng)度（二）混凝土的抗拉強(qiáng)度一混凝土的強(qiáng)度1混凝土的立方抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu及強(qiáng)度等級(jí)。（1）混凝土的立方抗壓強(qiáng)度確定方法：用邊長(zhǎng)為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20±3℃，相對(duì)濕度不小于90%）養(yǎng)護(hù)28天后，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（試件的承壓面不涂潤(rùn)滑劑，加荷速度約每秒0.15～0.3N/mm2）測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，作為混凝土的立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號(hào)fcu,k表示。第一節(jié)混凝土的物理力學(xué)性能（2）混凝土的強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k的大小，混凝土強(qiáng)度等級(jí)分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14級(jí)。其中，C60~C80屬高強(qiáng)混凝土。（3）結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Ｃ15；當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Ｃ20；當(dāng)采用HRB400和RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于Ｃ20。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Ｃ30；當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Ｃ40。

2.混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c混凝土軸心抗壓試驗(yàn)我國(guó)采用150mm×150mm×300mm棱柱體試件測(cè)得的強(qiáng)度作為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。3.軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t混凝土抗拉試驗(yàn)混凝土的抗拉強(qiáng)度可采用尺寸為100mm×100mm×500mm的柱體試件進(jìn)行直接軸心受拉試驗(yàn)，但其準(zhǔn)確性較差。故國(guó)內(nèi)為多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來(lái)間接測(cè)定。二混凝土的變形

混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。1.混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下的變形——徐變定義：混凝土在長(zhǎng)期不變荷載作用下，應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象，叫做混凝土的徐變。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利影響：增大混凝土構(gòu)件的變形；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中引起預(yù)應(yīng)力損失等。

影響因素：混凝土的徐變除與構(gòu)件截面的應(yīng)力大小和時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)外，還與混凝土所處環(huán)境條件和混凝土的組成有關(guān)。養(yǎng)護(hù)條件越好，周圍環(huán)境的濕度越大，構(gòu)件加載前混凝土的強(qiáng)度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密實(shí)，集料含量越大，集料剛度越大，則徐變?cè)叫　?/p>

對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利影響：當(dāng)構(gòu)件受到約束時(shí)，混凝土的收縮就會(huì)使構(gòu)件中產(chǎn)生收縮應(yīng)力，收縮應(yīng)力過(guò)大，就會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，以致影響結(jié)構(gòu)的正常使用；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中混凝土收縮將引起鋼筋預(yù)應(yīng)力值損失，等等。

混凝土不是彈性材料，其應(yīng)力和應(yīng)變不呈線性關(guān)系，在不同應(yīng)力階段的變形模量（應(yīng)力與應(yīng)變之比）不同，原點(diǎn)切線很難準(zhǔn)確地作出。實(shí)用中，采用應(yīng)力上限為（0.4~0.5）fc循環(huán)5~10次后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，應(yīng)力為（0.4~0.5）fc時(shí)的割線模量作為混凝土的彈性模量的近似值。

2混凝土的彈性模量1.混凝土的強(qiáng)度等級(jí)；2.收縮與徐變的概念。難點(diǎn)提示二、混凝土的變形（一）混凝土在短期加荷下的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系1、應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系2、變形模量（二）混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下的變形－徐變1、徐變的定義2、徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響3、影響徐變的因素（三）混凝土的收縮1、收縮的定義2、收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響三、混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用原則第三節(jié)鋼筋遇混